液氧煤油發動機蒸發器路單向閥結構優化

雷 恒，賈景衛，謝 寧

（西安航天動力研究所，陜西 西安710100）

0 引言

液氧煤油火箭發動機使用低溫推進劑，其貯箱增壓采用自身增壓方式[1]：發動機工作后，通過發動機蒸發器路從低溫推進劑泵出口引出一股推進劑，經過發動機蒸發器后將推進劑蒸氣輸入推進劑貯箱，用于推進劑貯箱的增壓，給推進劑貯箱一個的正壓以避免泵的汽蝕；而在發動機工作前，蒸發器路不允許泄漏。因此，在發動機蒸發器路中設置一單向閥。

在發動機研制過程中，蒸發器路推進劑流量系統要求值減小。在發動機試車中，由于蒸發器路單向閥調整流量為新調整值，已小于單向閥最初設計流量，發動機試車時單向閥閥芯出現顫振，從而在發生器氧系統引入了脈動激勵源，并形成了發動機系統的耦合振蕩，發動機結構振動大幅增加，導致試車中止。為了驗證單向閥流路自激振蕩特性，試車后進行了液流模擬試驗。在一定進出口壓力條件下，復現了單向閥的顫振狀態，系統出現了頻率為732 Hz的振動。單向閥上的振動遠大于導管振動，分析認為732 Hz振動是由單向閥顫振引起的。試車后分解發現單向閥閥芯配合圓柱面及密封端面磨損嚴重，與試驗及分析結果一致。

為了適應發動機蒸發器路新的流量要求，需對蒸發器路單向閥進行結構適應性優化改進。

1 單向閥工作原理

單向閥位于發動機蒸發器路，結構見圖1，主要由閥芯、彈簧及殼體組成。當入口壓力升高時，閥芯向右運動，走完行程后與殼體接觸限位，推進劑經單向閥入口、閥座節流處、閥芯小孔，從出口流至氧蒸發器。……