液体火箭发动机系统稳定性
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作者李斌
出版社国防工业
ISBN9787118129632
出版时间2023-03
装帧平装
开本其他
定价186元
货号31803822
上书时间2024-09-04
商品详情
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作者简介
李斌，西安航天动力研究所研究员，博士生导师，长期从事航天液体火箭发动机研究和设计工作，国防973某项目首席科学家，享受国务院政府特殊津贴，出版论著《载人登月推进系统》，发表论文20余篇；获国家科学技术进步奖一等奖1项、国防科学技术进步奖一等奖3项等多项奖励。曾获“十佳全国优秀科技工作者提名奖”、“中国青年五四奖章”、“国防科技工业有突出贡献的中青年专家”、“航空航天月桂奖”、“航天奖”等荣誉称号。
目录
第一章 绪论1.1 引言1.2 液体火箭发动机系统1.3 发动机各组件非稳态过程的特点及数学模型1.4 发动机稳定性问题分类1.5 发动机系统动态特性试验方法第二章 控制系统基础理论2.1 经典控制理论2.1.1 控制系统数学模型2.1.2 拉普拉斯变换2.1.3 传递函数2.1.4 频率特性2.2 控制系统状态空间理论2.2.1 控制系统的状态空间描述2.2.2 状态空间分析方法第三章 发动机动态特性数学模型3.1 引言3.2 流体动力学的基本研究方法3.2.1 研究流体的方法和一些基本概念3.2.2 雷诺输运定理3.3 声速公式3.3.1 液体声速3.3.2 气体声速3.4 集总参数的液路模型3.4.1 集总参数的基本单元3.4.2 输液直管3.4.3 弯管3.4.4 波纹管3.4.5 局部阻力3.4.6 集中气泡3.4.7 旁通3.4.8 分支、三通3.4.9 泵3.5 分布参数的液路模型3.6 绝热流动气路模型3.6.1 绝热流动假设下气路建模的基本思想3.6.2 燃气发生器3.6.3 涡轮3.6.4 燃气导管的数学模型3.6.5 气喷嘴等气路集中阻力3.6.6 推力室3.6.7 推力室喉部边界3.7 瞬时混合气路模型3.7.1 瞬时混合假设下气路建模的基本思想3.7.2 燃气发生器3.7.3 涡轮出口燃气导管3.7.4 推力室3.8 涡轮泵模型3.8.1 涡轮功率方程3.8.2 泵功率方程3.8.3 涡轮泵方程3.9 数值仿真方法3.9.1 串联系统仿真方法3.9.2 复杂分支的全系统仿真方法第四章 发动机系统低频动特性4.1 氧路系统低频动特性4.1.1 绝热条件下发动机氧路低频动特性分析4.1.2 瞬时混合条件下发动机氧路低频动特性分析4.1.3 两种模型计算结果对比分析4.1.4 氧系统入口阻抗4.1.5 箭体氧系统频率特性4.1.6 不同位置参数放大系数对比4.1.7 出口边界温度影响分析4.2 发动机全系统频率特性4.2.1 不同干扰因素影响下的发动机频率特性分析4.2.2 静态放大系数的验证4.2.3 熵波影响分析4.2.4 其它影响因素4.3 氧路系统单独分析结果与全系统分析对比第五章 阀门输送管路系统流体与机械耦合稳定性5.1 流量调节器管路系统稳定性5.1.1 流量调节器管路系统结构及数学模型5.1.2 流量调节器自激振荡过程时域仿真计算5.1.3 流量调节器自激振荡过程频域分析5.1.4 流量调节器自激振荡抑制方法5.1.5 流量调节器管路系统自激振荡特性试验验证5.1.6 小结与启示5.2 单向阀管路系统稳定性5.2.1 单向阀管路系统结构及数学模型5.2.2 单向阀管路系统自激振荡时域仿真计算5.2.3 单向阀管路系统频域仿真分析5.2.4 液流系统非线性稳定性5.2.5 改进措施验证5.2.6 小结与启示5.3 本章小结第六章 流体与燃烧热力过程耦合稳定性6.1 液路流动与燃烧组件声学稳定性6.1.1 流动与燃烧声学耦合建模6.1.2 流动与燃烧声学耦合分析6.1.3 结果分析6.1.4 小结与启示6.2 极限条件下液路与燃烧熵波耦合6.2.1 液路与燃烧流动耦合建模6.2.2 液路与燃烧流动耦合分析6.3 本章小结第七章 流体两相动力学过程耦合稳定性7.1 冷凝自激振荡7.1.1 富氧燃气射流冷凝动力学过程模型7.1.2 富氧燃气射流冷凝自激振荡频域模型7.1.3 富氧燃气射流冷凝过程瞬态特性分析7.1.4 氧路系统频率特性和稳定性7.1.5 小结与启示7.2 气蚀自激振荡7.2.1 诱导轮离心泵气蚀自激振荡模型7.2.2 诱导轮离心泵动态参数与验证7.2.3 诱导轮离心泵管路系统气蚀自激振荡过程分析7.2.3.1 汽蚀自激振荡现象的仿真结果7.2.3.2 贮箱压力变化对系统参数的影响7.2.3.3 工作流量变化对系统参数的影响7.2.4 小结7.3 本章小结第八章 “发动机－流量调节器”回路系统稳定性分析8.1 引言8.2 调节器数学建模8.2.1 调节器基本结构及工作原理8.2.2 数学模型8.3 “调节器－发动机”回路系统稳定性边界8.3.1 稳定性边界确定方法8.3.2 发动机稳定性边界分析8.3.3 发动机系统参数对稳定性边界的影响8.4 调节器对发动机动特性的影响8.5 小结第九章 发动机动态特性试验研究9.1 引言9.2 流体音速试验研究9.3 泵动态特性水力试验9.3.1 试验原理、动特性参数识别途径9.3.2 模拟准则9.3.3 试验系统介绍9.3.4 隔离贮箱设计9.3.5 激励系统设计9.3.6 测量分析系统9.3.7 试验内容9.3.8 数据处理方法9.3.9 试验结果及分析9.4 阀门流路系统自激振荡试验9.4.1 问题概述9.4.2 故障模式分析9.4.3 试验验证9.5 流量调节器动态特性水力试验9.5.1 动态试验目的9.5.2 动特性试验方案9.6 泵后供应系统动态液流试验9.6.1 试验目的9.6.2 试验系统9.6.3 数据测量及分析方法9.6.4 试验结果与分析9.6.5 试验结论9.7 发动机系统热试车搭载动态试验9.7.1 动特性试车目的9.7.2 动特性试车特点9.7.3 模拟准则9.7.4 激励方式9.7.5 测量点设计
内容摘要
本书在参考国内外液体火箭发动机系统动力学的最新研究成果的基础上，针对液体火箭发动机系统、发动机与箭体流路系统、发动机局部内流路系统的振荡过程，建立了适应于不同频率范围的液路系统、流体机械系统、气路系统的动力学模型，针对不同机理的振荡问题给出相应的稳定性分析方法，还给出了发动机全系统频率特性的分析方法及不稳定抑制措施。本书可供从事液体火箭发动机系统技术领域的工程技术人员，高等院校航空宇航科学与技术专业研究生生参考使用。
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