并聯式固液上面級動力系統研究

張愛文，朱 浩，蔡國飆，劉 勇，李小玉

（1.北京航空航天大學，北京100191；2.中國科學院國家空間科學中心，北京100190）

并聯式固液上面級動力系統研究

張愛文1，朱 浩1，蔡國飆1，劉 勇2，李小玉2

（1.北京航空航天大學，北京100191；2.中國科學院國家空間科學中心，北京100190）

探索了固液火箭發動機作為上面級動力系統的性能特點；采用氣瓶、貯箱和燃燒室并聯布局的結構，有效減少了固液火箭發動機的長細比；建立了固液火箭發動機系統設計的數學模型，采用多島遺傳算法，開展了并聯式固液火箭發動機總體方案的設計優化；優化結果與某固體火箭發動機上面級的比較說明，固液火箭發動機在上面級動力系統中具有較大的應用潛力。

上面級；固液火箭發動機；系統建模；多島遺傳算法

0 引言

小衛星技術的蓬勃發展對運載器上面級動力系統提出了安全可靠、無毒環保、成本低廉等要求[1]。目前，常用的上面級動力系統為液體火箭發動機和固體火箭發動機，兩者技術成熟、應用廣泛。然而，液體火箭發動機結構復雜；固體火箭發動機推力調節和再次起動困難。固液火箭發動機采用液體氧化劑和固體燃料，安全性高，易再次起動和推力調節，可作為液體火箭發動機和固體火箭發動機的有效補充，用于上面級動力系統[2]。

固液火箭發動機一般由液體氧化劑輸送系統和發動機主體系統組成。發動機中燃料與氧化劑相態不同，彼此分離，其燃燒過程由兩組元的宏觀擴散來控制。……