液氧煤油发动机单向阀自激振荡特性

• 作者: 陈一丹 陈宏玉
• 来源期刊: 火箭推进
• 学科: 航空航天
• 关键词: 液体推进剂火箭发动机 单向阀 自激振荡 数值仿真 试验验证 Modelica
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 研究与设计|Research and Design
• 页码范围: 35-41
• 页数: 6页
• 分类号: V433
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1672-9374.2021.05.004

摘要

针对液氧煤油发动机系统中液氧单向阀流路在某次试车中出现的振动问题,建立了单向阀流路工作过程的数学模型,提出了求解推进剂管路瞬变流控制方程的Fourier谱方法;基于新的面向对象Modelica语言,搭建起了液氧单向阀流路瞬态特性研究的模块化仿真模型,并进行了仿真计算.通过对阀前压力添加阶跃扰动的方法实现液氧单向阀阀芯打开过程持续自激振荡.借助仿真计算的方法,分析了造成单向阀自激振荡的原因,阐明了不同流体介质和各设计参数对单向阀工作稳定性的影响.结果表明:液氧路单向阀自激振荡时,阀前压力和流量均出现持续振荡,且振荡频率约为725 Hz.单向阀自激振荡过程是由瞬态液动力和弹簧弹力耦合作用主导.减小工质密度、减小节流孔直径、减小阀芯行程和调整阀前后节流孔压降都有助于抑制阀芯的振动.