氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)增壓控制系統(tǒng).pdf

1、發(fā)動(dòng)機(jī)是運(yùn)載火箭動(dòng)力系統(tǒng)最主要的組成部分。發(fā)動(dòng)機(jī)的性能直接決定運(yùn)載火箭的運(yùn)載能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。世界上各航天大國(guó)及航天組織在研制新一代運(yùn)載火箭時(shí)，大多采用了液氫/液氧或液氧/煤油作為推進(jìn)劑的無(wú)毒無(wú)污染大推力發(fā)動(dòng)機(jī)作為整枚運(yùn)載火箭的核心動(dòng)力裝置。液氫液氧推進(jìn)劑因其具有燃燒值高、比沖高、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)，采用大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)作為大型運(yùn)載火箭的芯級(jí)已成為發(fā)展趨勢(shì)之一。
　　 在氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)研制過(guò)程中，必須由試驗(yàn)臺(tái)配置推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)替代火箭增壓輸

2、送系統(tǒng)給發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)推進(jìn)劑。試驗(yàn)臺(tái)推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)包括推進(jìn)劑貯箱、輸送管道和自動(dòng)增壓系統(tǒng)。自動(dòng)增壓系統(tǒng)通過(guò)完成對(duì)液氫和液氧貯箱氣枕壓力的控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵所需的入口壓力并保持穩(wěn)定，同時(shí)需要根據(jù)試驗(yàn)任務(wù)的要求進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，來(lái)獲取發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況下的技術(shù)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)各種性能的考核。由于低溫貯箱增壓氣體與推進(jìn)劑存在復(fù)雜的傳質(zhì)和轉(zhuǎn)熱過(guò)程，并受貯箱絕熱性能、環(huán)境溫度、加注液位、增壓氣體溫度、增壓壓力、壓力時(shí)間等多種因素的影響，因此增壓系

3、統(tǒng)的控制必須具有較高的控制精度及可靠性。
　　 本文首先對(duì)國(guó)內(nèi)外低溫火箭和試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)增壓系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了概述，分析了某氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)液氫供應(yīng)系統(tǒng)和液氧供應(yīng)系統(tǒng)自動(dòng)增壓的需求，并據(jù)此進(jìn)行了增壓方案設(shè)計(jì)和自動(dòng)增壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。介紹了大推力氫氧發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)增壓系統(tǒng)的原理和組成。針對(duì)主要的增壓控制設(shè)備，建立了數(shù)學(xué)物理模型，并進(jìn)行數(shù)學(xué)簡(jiǎn)化得到了系統(tǒng)傳遞函數(shù)。采用PID控制方法，進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)和參數(shù)整定方法選擇，并通過(guò)