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作者王亚军 著
出版社中国宇航出版社
出版时间2020-12
版次1
装帧其他
上书时间2024-10-03
运载火箭增压输送系统是实现箭上推进剂供给功能的系统,是火箭动力系统的重要组成部分。本书系统介绍了运载火箭增压输送系统及其组件。上篇“系统”包含增压系统、输送系统、贮存系统和系统可靠性,下篇“组件”包括管路、阀门、气瓶、蓄压器和密封结构。内容涉及系统和组件的理论、设计、仿真和试验等方面。对多种型号运载火箭的增压输送系统都有较详尽的介绍,特别是对低温增压输送系统及其组件有深入的论述。既有基本的理论方法,又有很强的工程实践,可供相关技术人员和高校师生参考。
王亚军,曾负责多个运载火箭型号增压输送系统研制工作,长期致力于运载火箭总体设计研究和工程实践。为运载火箭增压输送系统,特别是低温增压输送系统的技术发展做出了贡献。获国防科技进步奖1项,航天科技集团公司技术发明奖1项,科学技术奖1项。
目录
第1章绪论1
11引言1
12增压输送系统组成及总装4
121系统4
122组件8
123总装8
13增压输送系统仿真与试验9
131仿真9
132试验13
14增压输送系统可靠性15
参考文献16
上篇系统
第2章增压系统19
21概述19
22增压方式22
221贮气式增压22
222自生增压37
223化学反应增压43
224活塞泵式增压44
225增压方式选择46
23增压换热数学模型49
231常温贮箱增压换热模型50
232低温贮箱增压换热模型52
233增压气瓶增压换热模型59
234管路的换热模型60
24增压流量控制61
241增压控制方式61
242增压响应时间63
243孔板流量计算64
25增压气体消能71
251消能器结构72
252消能器仿真76
253消能器试验80
26增压系统性能仿真81
261需要的增压压力81
262初始容积及压力84
263系统性能仿真85
27增压系统试验88
271试验参数确定88
272系统试验状态90
273系统试验实施91
参考文献96
第3章输送系统99
31概述99
32布局方案101
321串联贮箱布局101
322并联贮箱布局105
323交叉输送107
33贮箱出流109
331液体汽化109
332液面塌陷111
333出流漩涡113
334出流装置分类114
335出流试验120
34POGO抑制125
341POGO振动简介125
342动特性分析127
343POGO抑制分析131
35水击分析133
351水击计算134
352特殊水击现象136
353水击抑制方法138
36发动机预冷139
361预冷方式分类139
362预冷系统设计须考虑因素148
363预冷分析150
364强制循环预冷装置171
37推进剂剩余控制174
371混合比调节174
372推进剂利用单元调节原理176
373推进剂利用单元设计考虑因素177
374典型推进剂利用单元介绍178
38间歇泉抑制181
381影响因素分析182
382解决途径183
39分叉流压力跳变抑制187
391压力跳变机理187
392数值分析189
393解决途径190
参考文献192
第4章贮存系统197
41概述197
42推进剂加泄198
421系统设计199
422特殊加注过程205
43贮箱排气安全207
431系统参数207
432系统布局208
44气封吹除214
441加泄系统置换214
442气封及排空功能214
443舱段吹除功能215
45低温推进剂贮存管理功能217
451贮箱蒸发相变分析217
452在轨蒸发量控制220
453火箭集成流体系统225
46微重力推进剂管理功能227
461微重力液体特征228
462正推沉底方案229
463推进剂管理装置230
参考文献240
第5章增压输送系统可靠性度量244
51概述244
52可靠性模型244
521串联系统245
522并联系统245
523表决系统245
524贮备系统246
53可靠性预计247
54可靠性指标分配247
541可靠性指标分配原则247
542可靠性指标流程247
55可靠性评估249
551可靠性评估的基本定义249
552可靠性评估的工作及评估内容250
553可靠性评估与可靠性验证的关系250
554可靠性评估的意义250
555单元可靠性评估250
556系统可靠性评估253
557典型阀门产品可靠性评估案例255
558气瓶产品可靠性评估典型案例257
559系统可靠性评估典型案例258
56可靠性试验260
参考文献263
下篇组件
第6章管路267
61概述267
62管路结构及附件269
621大口径导管及附件结构270
622小口径导管及附件结构277
63管路材料介质相容性279
631腐蚀性介质相容性279
632氧相容性281
633煤油相容性281
634自然环境腐蚀性282
64管路补偿283
641补偿需求283
642补偿方案285
65管路热防护292
651管路绝热293
652管路防热298
66管路应力分析与评定299
661管路应力分析300
662管路应力评定303
67管路振动疲劳分析及评估306
671应力疲劳寿命曲线306
672疲劳损伤度理论和疲劳损伤度评估308
673振动疲劳寿命分析310
674结构振动疲劳损伤度等效关系321
675基于结构固有频率中心频带的随机振动疲劳影响分析324
68管路应变疲劳分析326
681应变疲劳寿命理论326
682应变疲劳寿命分析328
69管路稳定性329
691直管稳定性329
692波纹管稳定性333
610管路试验337
6101试验介质的选取337
6102试验控制点与测量点的布置338
6103试验载荷条件的加载340
参考文献343
第7章阀门347
71概述347
72阀门结构原理348
721单向阀348
722加排阀352
723电磁阀355
724手动开关358
725破裂膜片360
726电爆阀363
727减压阀366
728安全阀(安溢阀)370
729过滤器374
73阀门运动导向375
731滑动导向结构失效影响因素376
732滑动导向结构失效机理376
733滑动导向结构失效的抑制措施380
734悬浮导向结构383
74阀门自激振动及稳定性388
741阀门自激振动的产生机理389
742单向阀线性稳定性仿真分析及试验验证398
743安全阀非线性稳定性仿真分析及试验验证406
744单向阀三维动态流场稳定性仿真分析410
75阀门冲击、振动与疲劳414
751结构冲击破坏414
752结构振动疲劳417
753敏感元件应变疲劳420
参考文献424
第8章气瓶427
81概述427
82金属材料气瓶428
821结构与材料428
822强度分析433
823关键工艺436
83复合材料气瓶439
831结构与材料439
832结构设计442
833关键工艺452
84试验与检测458
841试验458
842检测458
85安装和减振464
参考文献467
第9章蓄压器469
91概述469
92结构形式471
921金属膜盒式蓄压器472
922注气式蓄压器476
93金属膜盒柱失稳480
94金属膜盒疲劳寿命488
95注气式蓄压器防晃设计496
参考文献502
第10章密封结构504
101概述504
102结构形式505
1021端面密封结构505
1022圆周密封结构513
1023锥面密封结构514
1024阀芯与阀座密封结构515
103预紧力设计516
1031法兰预紧力设计516
1032管接头预紧力设计519
104漏率模型521
1041漏率521
1042泄漏流动形态521
1043其他漏率模型523
1044漏率转换525
105漏率检测方法527
1051气泡法527
1052氦质谱法528
1053压力变化法534
参考文献537
第11章展望539
111运载火箭技术发展趋势539
112增压输送系统的发展趋势540
113增压输送系统组件发展趋势541
114增压输送系统试验技术发展趋势542
115增压输送系统仿真技术发展趋势542
参考文献544
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