定 價:180 元
叢書名:2016國家職業(yè)資格培訓(xùn)教程
- 作者:張衛(wèi)東 著
- 出版時間:2016/5/1
- ISBN:9787515911137
- 出 版 社:中國宇航出版社
- 中圖法分類:V434
- 頁碼:255
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
國外現(xiàn)役主力火箭大都采用液氧煤油發(fā)動機(jī)和液氫液氧發(fā)動機(jī)作為主動力,如宇宙神系列、獵鷹、天頂號、聯(lián)盟系列等。我國現(xiàn)役火箭中,只有CZ-3系列的三級使用液氫液氧推進(jìn)劑,其他火箭或子級的主動力均使用偏二甲肼/四氧化二氮為推進(jìn)劑。近年來,隨著液氧煤油動力系統(tǒng)研制關(guān)鍵技術(shù)的突破,液氧煤油也將成為我國后續(xù)新一代運(yùn)載火箭的主流推進(jìn)劑。
對于低溫發(fā)動機(jī)的設(shè)計、研制及應(yīng)用已有相應(yīng)的文獻(xiàn)資料和書籍,對使用常規(guī)推進(jìn)劑的增壓輸送系統(tǒng)也有相應(yīng)專著,但對于使用液氧煤油發(fā)動機(jī)的增壓輸送系統(tǒng)的相關(guān)專著未見,文獻(xiàn)很少或比較分散。國外先后進(jìn)行了大量低溫推進(jìn)劑的增壓輸送系統(tǒng)的研究與試驗(yàn),但其報道資料也比較零散,相關(guān)文獻(xiàn)也以總體設(shè)計為主!哆\(yùn)載火箭液氧煤油增壓輸送》是在新一代運(yùn)載火箭研制的背景下,結(jié)合編寫人員長期工程經(jīng)驗(yàn),系統(tǒng)而詳盡地描述了液氧煤油發(fā)動機(jī)增壓輸送系統(tǒng)的設(shè)計過程,對液氧煤油增壓輸送系統(tǒng)中的系統(tǒng)方案選擇、氧箱低溫增壓計算、低溫發(fā)動機(jī)預(yù)冷、低溫推進(jìn)劑縱向耦合振動(POGO)以及管路、低溫閥門等多個方面進(jìn)行了深入研究,對相應(yīng)課題和成果進(jìn)行了匯編,形成了一套相對完整的液氧煤油增壓輸送系統(tǒng)設(shè)計理論體系、關(guān)鍵技術(shù)和主要產(chǎn)品等的系統(tǒng)論述。
全書共9章,第1章緒論,對增壓輸送系統(tǒng)進(jìn)行總的概述,介紹了運(yùn)載火箭增壓輸送系統(tǒng)的一般分類、組成及發(fā)展歷程和趨勢;第2章液氧自生增壓系統(tǒng),介紹了液氧自生增壓系統(tǒng)的特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù);第3章氦氣增壓系統(tǒng),對運(yùn)載火箭多種氦氣增壓方案進(jìn)行了分析和建模;第4章液氧煤油發(fā)動機(jī)預(yù)冷系統(tǒng),對液氧煤油發(fā)動機(jī)預(yù)冷系統(tǒng)的原理、預(yù)冷方案及預(yù)冷仿真模型進(jìn)行了論述,提出了多種預(yù)冷方法;第5章增壓輸送系統(tǒng)總裝設(shè)計,對動力系統(tǒng)布局及管路系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行了介紹;第6章增壓輸送系統(tǒng)仿真分析,對液氧貯箱內(nèi)三維增壓模型進(jìn)行了分析和全系統(tǒng)仿真建模;第7章低溫推進(jìn)劑POGO抑制設(shè)計,對低溫推進(jìn)劑的POGO振動原理、抑制方法和試驗(yàn)進(jìn)行了分析;第8章閥門設(shè)計、分析與試驗(yàn),對增壓輸送系統(tǒng)的閥門附件研制進(jìn)行了描述;第9章增壓輸送系統(tǒng)可靠性設(shè)計,主要針對使用低溫推進(jìn)劑的運(yùn)載火箭可靠性設(shè)計模型提出了新的方法。
從20世紀(jì)開始,美國、歐洲等航天強(qiáng)國以采用無毒推進(jìn)劑、提高火箭性能、降低成本等作為主要設(shè)計原則,成功研發(fā)了多種新型低溫火箭。高比沖、高可靠性、模塊化、通用化、系列化、低成本的大推力火箭是近些年運(yùn)載火箭發(fā)展的方向。我國面向21世紀(jì)的航天發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃中,關(guān)于運(yùn)載火箭的一條重要目標(biāo)是“開發(fā)新一代無毒、無污染、高性能和低成本的運(yùn)載火箭”。新一代運(yùn)載火箭是通用化、組合化、系列化的全新系列運(yùn)載火箭產(chǎn)品,使用液氧煤油發(fā)動機(jī)為主動力的新型動力系統(tǒng)是火箭研制的核心關(guān)鍵技術(shù)。
國外現(xiàn)役主力火箭大都采用液氧煤油發(fā)動機(jī)和液氫液氧發(fā)動機(jī)作為主動力,如宇宙神系列、獵鷹、天頂號、聯(lián)盟系列等。我國現(xiàn)役火箭中,只有CZ-3系列的三級使用液氫液氧推進(jìn)劑,其他火箭或子級的主動力均使用偏二甲肼/四氧化二氮為推進(jìn)劑。近年來,隨著液氧煤油動力系統(tǒng)研制關(guān)鍵技術(shù)的突破,液氧煤油也將成為我國后續(xù)新一代運(yùn)載火箭的主流推進(jìn)劑。
對于低溫發(fā)動機(jī)的設(shè)計、研制及應(yīng)用已有相應(yīng)的文獻(xiàn)資料和書籍,對使用常規(guī)推進(jìn)劑的增壓輸送系統(tǒng)也有相應(yīng)專著,但對于使用液氧煤油發(fā)動機(jī)的增壓輸送系統(tǒng)的相關(guān)專著未見,文獻(xiàn)很少或比較分散。國外先后進(jìn)行了大量低溫推進(jìn)劑的增壓輸送系統(tǒng)的研究與試驗(yàn),但其報道資料也比較零散,相關(guān)文獻(xiàn)也以總體設(shè)計為主。本書是在新一代運(yùn)載火箭研制的背景下,結(jié)合編寫人員長期工程經(jīng)驗(yàn),系統(tǒng)而詳盡地描述了液氧煤油發(fā)動機(jī)增壓輸送系統(tǒng)的設(shè)計過程,對液氧煤油增壓輸送系統(tǒng)中的系統(tǒng)方案選擇、氧箱低溫增壓計算、低溫發(fā)動機(jī)預(yù)冷、低溫推進(jìn)劑縱向耦合振動(POGO)以及管路、低溫閥門等多個方面進(jìn)行了深入研究,對相應(yīng)課題和成果進(jìn)行了匯編,形成了一套相對完整的液氧煤油增壓輸送系統(tǒng)設(shè)計理論體系、關(guān)鍵技術(shù)和主要產(chǎn)品等的系統(tǒng)論述。
全書共9章,第1章緒論,對增壓輸送系統(tǒng)進(jìn)行總的概述,介紹了運(yùn)載火箭增壓輸送系統(tǒng)的一般分類、組成及發(fā)展歷程和趨勢;第2章液氧自生增壓系統(tǒng),介紹了液氧自生增壓系統(tǒng)的特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù);第3章氦氣增壓系統(tǒng),對運(yùn)載火箭多種氦氣增壓方案進(jìn)行了分析和建模;第4章液氧煤油發(fā)動機(jī)預(yù)冷系統(tǒng),對液氧煤油發(fā)動機(jī)預(yù)冷系統(tǒng)的原理、預(yù)冷方案及預(yù)冷仿真模型進(jìn)行了論述,提出了多種預(yù)冷方法;第5章增壓輸送系統(tǒng)總裝設(shè)計,對動力系統(tǒng)布局及管路系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行了介紹;第6章增壓輸送系統(tǒng)仿真分析,對液氧貯箱內(nèi)三維增壓模型進(jìn)行了分析和全系統(tǒng)仿真建模;第7章低溫推進(jìn)劑POGO抑制設(shè)計,對低溫推進(jìn)劑的POGO振動原理、抑制方法和試驗(yàn)進(jìn)行了分析;第8章閥門設(shè)計、分析與試驗(yàn),對增壓輸送系統(tǒng)的閥門附件研制進(jìn)行了描述;第9章增壓輸送系統(tǒng)可靠性設(shè)計,主要針對使用低溫推進(jìn)劑的運(yùn)載火箭可靠性設(shè)計模型提出了新的方法。
下列人員在本書的創(chuàng)作過程中做出了重要貢獻(xiàn):第1章張亮;第2章張浩、胡崢;第3章張亮、姚娜、李會萍;第4章孫禮杰、張亮、耑銳;第5章張浩、張榮榮、繆五兵、王振劍;第6章趙棟梁、程光平、金鑫;第7章劉錦凡、吳雪蛟;第8章石玉鵬、滕浩、臧輝、王文彬;第9章呂箴、張華、李軍、李楊。
本書在編寫過程中,得到了上海宇航系統(tǒng)工程研究所廖少英、顧仁年和上海交通大學(xué)王文教授等人的熱心指導(dǎo),成稿后得到了樊宏湍、洪剛、李程剛等的評閱,在此一并致謝。
由于作者水平、經(jīng)驗(yàn)有限,書中疏漏和不妥之處在所難免,敬請廣大讀者批評指正。
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 增壓輸送系統(tǒng)
1.3 增壓系統(tǒng)概述
1.3.1 自生增壓系統(tǒng)
1.3.2 惰性氣體增壓系統(tǒng)
1.3.3 預(yù)增壓系統(tǒng)
1.4 輸送系統(tǒng)概述
1.4.1 輸送系統(tǒng)
1.4.2 防漩防塌裝置
1.5 增壓輸送系統(tǒng)試驗(yàn)
1.6 液氧煤油火箭增壓輸送系統(tǒng)
1.6.1 液氧煤油發(fā)動機(jī)概述
1.6.2 液氧煤油火箭增壓輸送系統(tǒng)設(shè)計
1.6.3 發(fā)動機(jī)預(yù)冷系統(tǒng)
1.6.4 低溫推進(jìn)劑加注
第2章 液氧自生增壓系統(tǒng)
2.1 引言
2.2 自生增壓方案概述
2.2.1 國外火箭液氧自生增壓方案
2.2.2 國內(nèi)液氧煤油高壓補(bǔ)燃發(fā)動機(jī)增壓方案
2.3 自生增壓系統(tǒng)組成
2.4 自生增壓系統(tǒng)設(shè)計
2.4.1 系統(tǒng)設(shè)計
2.4.2 氧系統(tǒng)自生增壓模型
2.5 液氧自生增壓系統(tǒng)試驗(yàn)
2.5.1 氧系統(tǒng)冷流試驗(yàn)
2.5.2 動力系統(tǒng)熱試車
第3章 氦氣增壓系統(tǒng)
3.1 引言
3.2 氦氣增壓
3.2.1 常溫氦增壓方案
3.2.2 冷氦增壓方案
3.2.3 超臨界氦增壓方案
3.3 氦氣增壓系統(tǒng)設(shè)計
3.3.1 “開式”氦氣增壓系統(tǒng)
3.3.2 “閉式”氦氣增壓系統(tǒng)
3.3.3 預(yù)增壓系統(tǒng)及補(bǔ)壓系統(tǒng)設(shè)計
3.4 氦氣增壓計算
3.4.1 氣瓶放氣過程計算
3.4.2 增壓氣路計算
3.4.3 輸送管流阻計算
3.4.4 發(fā)動機(jī)入口壓力計算
3.4.5 貯箱增壓計算
3.4.6 算例
3.5 氦氣增壓系統(tǒng)試驗(yàn)與全系統(tǒng)冷流試驗(yàn)
3.5.1 氦氣增壓系統(tǒng)試驗(yàn)
3.5.2 全系統(tǒng)冷流試驗(yàn)
第4章 液氧煤油發(fā)動機(jī)預(yù)冷系統(tǒng)
4.1 發(fā)動機(jī)預(yù)冷系統(tǒng)概述
4.2 間歇泉現(xiàn)象
4.2.1 間歇泉現(xiàn)象機(jī)理分析
4.2.2 解決間歇泉問題的措施
4.3 發(fā)動機(jī)預(yù)冷方案國內(nèi)外發(fā)展概況
4.3.1 排放預(yù)冷方案
4.3.2 自然循環(huán)預(yù)冷方案
4.3.3 強(qiáng)制循環(huán)預(yù)冷方案
4.3.4 組合式預(yù)冷方案
4.4 預(yù)冷系統(tǒng)仿真分析
4.4.1 物理模型概述
4.4.2 基本方程
4.4.3 兩相流動流型判別
4.4.4 沸騰傳熱特征點(diǎn)的判別
4.4.5 相間摩擦模型
第5章 增壓輸送系統(tǒng)總裝設(shè)計
第6章 增壓輸送系統(tǒng)仿真分析
第7章 低溫推進(jìn)劑POGO抑制設(shè)計
第8章 閥門設(shè)計、分析與試驗(yàn)
第9章 增壓輸送系統(tǒng)可靠性設(shè)計
參考文獻(xiàn)