李敬
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赵巍
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赵伟
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徐建中
工程热物理学报
为了准确地分析以不同燃料为冷质的换热器预冷空气涡轮火箭发动机的性能,本文建立了可考虑工质组分化学平衡与工质热物性随温度和压力变化的热力循环模型.利用该模型分析了以LH2、LCH4和煤油为燃料的发动机循环性能,研究了预热温度、燃气发生器和主燃室出口温度对循环性能的影响.结果表明,换热器预冷能够降低压气机进口温度,减小相同增压比下的压缩功,提高燃料温度,减小推进剂流量,从而减小燃空比,增加比冲;燃料预热温度的提高可减小燃气发生器氧燃比,进而减小燃空比、增大比冲;较低的燃气发生器和主燃烧室出口温度可降低燃空比,提高比冲,但会造成单位推力的下降.同时,研究结果还表明,与LCH4和煤油相比,LH2的比热容与热值的比值最大,采用LH2预冷的发动机的飞行速度和比冲的增幅也最大,说明比热容与热值的比值越大,相应的预冷效果越好,即可依据燃料比热容与热值的比值定性衡量发动机的预冷效果.
关键词:
空气涡轮火箭
,
进气道预冷
,
变比热容
,
化学平衡
赵巍
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赵庆军
,
唐菲
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杜建一
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徐建中
工程热物理学报
提出了压气机进口预注冷质的空气涡轮火箭（MIPCCATR）循环，拓展了ATR在高飞行马赫数下的工作能力。给出了基于工质组分的变比热ATR循环热力学建模方法和工质物性改变时对部件特性的修正方法，基于所推导的准无量纲关系式讨论了循环参数之间的相互作用及其对性能的影响。研究结果表明预注冷质不仅能有效拓宽ATR的工作包线，而且可以提高单位推力，所需付出的代价是比冲会有一定程度的降低。
关键词:
空气涡轮火箭
,
预注冷质
,
比冲
