液體火箭發動機動態燃燒穩定性評定研究

丁兆波，孫紀國

（北京航天動力研究所，北京100076）

0 引言

液體火箭發動機不穩定燃燒的發生具有很大的隨機性，一般的發動機試車，即使多次不出現燃燒不穩定，也不能確定其動態穩定性滿足要求。某型氫氧發動機在前19次試車中均未發生不穩定燃燒，之后卻連續4次在起動或關機段的動態過程中發生了一階切向不穩定燃燒，再度引起了業內人士對動態燃燒穩定性的高度關注。長期以來，各國學者及工程技術人員，在動態燃燒穩定性評定的研究和實踐方面進行了大量的工作，取得了顯著的成績，本文詳細闡述了其中的研究方法和結論。

1 CPIA655關于動態燃燒穩定性評定的方法和準則

CPIA655(1997)[1]即《液體火箭發動機燃燒穩定性規范和驗證程序指南》中關于穩定性的評定方法有動態穩定性評定和自發穩定性評定兩種，并優先推薦動態穩定性評定方法。

動態穩定性評定是人為地給燃燒室一種擾動，激起壓力振蕩，以脈沖能量和壓力振蕩的衰減時間，評定推力室的穩定性。CPIA655(1997)關于動態穩定性評定的準則優先推薦：當出現的室壓擾動超過正常工作規定的幅值范圍（峰-峰值10%)，室壓振蕩在10～10 000 Hz之間的主要頻率分量f在由決定的時間內衰減到允許幅值內，則可以認為發動機動態穩定。

動態穩定性評定常用的人為擾動方法有：非定向爆炸彈干擾、定向脈沖槍干擾和定向氣流干擾。各種擾動方法的優缺點比較見表1。

表1 各種擾動方法的優缺點Tab.1 Advantages and disadvantages of each disturbance method

2 國內外液體火箭發動機動態穩定性評定試驗研究概況

國外的 SSME、RS-68、VULCAIN、LE-7、RD-0120和RD-120等液體火箭發動機以及國內的一系列常規推進劑發動機都進行過動態穩定性評定試驗。……