液氧煤油發(fā)動機單向閥自激振蕩特性

陳一丹，陳宏玉

(西安航天動力研究所 液體火箭發(fā)動機技術重點實驗室,陜西 西安 710100)

0 引言

在液氧煤油發(fā)動機的研制過程中，由于燃氣發(fā)生器液氧流路流量要求值減小，當流量小于該流路中單向閥最初設計流量時，閥芯沒有達到全開狀態(tài)，單向閥中“閥芯-彈簧”會形成一個低阻尼的振蕩系統。在整機熱試車過程中，單向閥閥芯出現持續(xù)顫振，進而在液氧流路系統中產生激勵源，引起燃氣發(fā)生器供應系統的耦合振蕩，并大幅增加發(fā)動機結構振動，最終導致試車提前停止。為了研究液氧單向閥流路系統的自激振蕩特性，試車后設計了對應的液流模擬試驗。在一定的條件下，復現了單向閥顫振的現象。

文獻[1]針對該系統在液流試驗中出現的自激振蕩現象，在建立單向閥流路系統動力學模型的基礎上，利用數值仿真和非線性動力學理論，計算分析了單向閥流路系統產生自激振蕩的特點和條件。文獻[2]采用AMESim軟件改進前后單向閥特性進行了仿真分析和試驗驗證。上述文獻為液氧煤油發(fā)動機蒸發(fā)器液氧路單向閥改進設計和優(yōu)化提供一定的指導作用。不足之處是未能定量確定該系統的不穩(wěn)定域以及各設計參數對不穩(wěn)定域的影響，深入分析液氧單向閥流路系統的不穩(wěn)定機理。目前，對單向閥自激振蕩特性仿真分析主要采用兩種方法：一是建立單向閥動態(tài)仿真模型，結合試驗數據分析單向閥產生振蕩的原因，分析各因素對單向穩(wěn)定性的影響；……