空氣/煤油燃氣發(fā)生器技術研究

金盛宇，許宏博，吉 林

（上海空間推進研究所，上海201112）

0 引言

燃料無毒化是某動力裝置改進發(fā)展方向[1-2]。最初，該動力裝置采用單組元肼燃料[3]，系統(tǒng)無需點火裝置、結(jié)構(gòu)簡單、起動可靠，但肼燃料有毒，帶來了生產(chǎn)、貯存、運輸、使用條件和地面勤務操作復雜、維護使用成本高等問題。針對這些問題，美國多個類似的型號經(jīng)大量研究分析對比后，最終采用了“空氣+煤油”燃料方案[4-5]。我國也開展了空氣/煤油燃氣發(fā)生器研究，研制成功燃氣發(fā)生器原理樣機，并與渦輪進行聯(lián)動試驗，實現(xiàn)系統(tǒng)功能演示。本文介紹該空氣/煤油燃氣發(fā)生器的研究情況。

1 設計方案

空氣/煤油燃氣發(fā)生器具備富氧和富燃兩種工作模式，設計參數(shù)見表1。燃氣發(fā)生器原理樣機結(jié)構(gòu)形式見圖1，主要由噴注器、點火段、身部直筒段、身部折角段以及燃燒室等構(gòu)成。

表1 燃氣發(fā)生器設計指標Tab.1 Design characteristics of gas generator

圖1 燃氣發(fā)生器外形結(jié)構(gòu)Fig.1 Configuration of gas generator

由于空氣/煤油推進劑組合屬于非自燃推進劑，因此設置兩路電火花點火器（冗余）。燃氣發(fā)生器采用雙路燃油噴嘴[6]，以滿足富氧和富燃工況的兩種燃油流量的需求。燃氣發(fā)生器采用二次燃燒方案，空氣分兩級進入燃燒室，初級空氣從燃燒室頭部進入，通過旋流器霧化燃油，并在燃燒室內(nèi)形成強旋流，以便穩(wěn)定火焰[7]；次級空氣從燃燒室中后部進入燃燒室，進行再次燃燒和摻混，控制燃氣溫度。

2 燃氣發(fā)生器試驗

空氣/煤油燃氣發(fā)生器經(jīng)歷十多輪狀態(tài)調(diào)整及地面熱試車，逐步實現(xiàn)點火以及再起動點火，點火成功率和性能不斷提高，最終通過單機考核。……