固体燃料空气涡轮火箭发动机(SP-ATR)方案和技术研究

【作者】 刘洋； 李江； 杨绪钊； 刘诗昌； 王伟； 蒲晓航； 祝珊；

【机构】 西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室； 中国运载火箭技术研究院第十八研究所； 四川航天系统工程所； 中国运载火箭技术研究院战术武器事业部；

【摘要】 针对固体燃料空气涡轮火箭发动机(SP-ATR)的工作特点,本文提出了双燃气发生器的加力工作模式,并根据总体性能要求确定了部件的工作参数。主要采用数值模拟和实验研究相结合的手段,分别针对压气机和涡轮部件开展了气动设计和增压装置集成,并获得了工作特性,并完成了增压系统工作特性的冷流实验验证。开展了考虑涡轮后低温旋流条件下多股气流的高效掺混燃烧研究,通过研究涡轮转速、空气入射角度、补燃室富燃燃气流量和富燃燃气射流位置对燃烧效率的影响,确定了原理样机和关键部件的恰当形式和布局方式。最终开展了原理样机的地面热试实验,验证了双燃气发生器的SP-ATR发动机的工作原理,热试实验结果表明燃气涡轮增压装置工作可靠,性能满足设计要求,其中压气机压比达到了3.3,转速为82000rpm,补燃室燃烧效率为85.21%。更多还原