高壓大流量氫氣穩壓技術在試驗中的研究與應用

宋晶晶，趙洪波，孫 德，劉瑞敏

（北京航天試驗技術研究所，北京100074）

0 引言

某發動機是新一代運載火箭芯二級發動機，根據其研制計劃，需要進行渦輪泵低溫介質試驗。根據《氫渦輪泵介質試驗任務書》的要求，試驗包括兩種低壓工況，兩種高壓工況。其中，在高壓工況中，氫氣流量、壓力較以往發動機渦輪泵介質試驗有很大幅度的提高。以往發動機氫泵試驗渦輪入口壓力約為3.768 MPa，流量約為0.733 kg/s；目前發動機氫泵試驗氫渦輪入口最大壓力要求為8.744 MPa，最大流量要求為2.140 kg/s。為了滿足后者的試驗要求，地面工藝系統需要模擬發動機氫渦輪氣氫的真實壓力和流量參數，于是這種高壓、大流量氫氣介質穩壓技術在試驗中的應用研究成為了氫吹工藝系統設計優先要解決的問題。

1 高壓大流量穩壓技術的研究

目前試驗臺應用比較成熟、可靠的穩壓方法是采用高壓大流量減壓器與噴嘴串聯工藝，通過減壓器穩定噴嘴前壓力，而噴嘴主要提供滿足試驗要求的氣氫流量。針對此次試驗中氫吹渦輪入口流量的提高，工藝系統設計擬采用減壓器并聯再與噴嘴組串聯的穩壓方式，而這種工藝技術應用在新型號發動機試驗中還需要進一步的分析和研究，以確保試驗以及流量控制的的可靠性。

本文從以下兩個方面進行分析。首先，如何保證減壓器并聯輸出參數的穩定性。大流量減壓器并聯使用可能會存在相互干擾現象，產生很大的振動，從而對減壓器的膜片造成沖擊，導致減壓器失效。……