液体火箭发动机动态燃烧稳定性评定研究

2012-03-16丁兆波孙纪国

火箭推进 2012年1期

丁兆波，孙纪国

（北京航天动力研究所，北京100076）

0 引言

液体火箭发动机不稳定燃烧的发生具有很大的随机性，一般的发动机试车，即使多次不出现燃烧不稳定，也不能确定其动态稳定性满足要求。某型氢氧发动机在前19次试车中均未发生不稳定燃烧，之后却连续4次在起动或关机段的动态过程中发生了一阶切向不稳定燃烧，再度引起了业内人士对动态燃烧稳定性的高度关注。长期以来，各国学者及工程技术人员，在动态燃烧稳定性评定的研究和实践方面进行了大量的工作，取得了显著的成绩，本文详细阐述了其中的研究方法和结论。

1 CPIA655关于动态燃烧稳定性评定的方法和准则

CPIA655(1997)[1]即《液体火箭发动机燃烧稳定性规范和验证程序指南》中关于稳定性的评定方法有动态稳定性评定和自发稳定性评定两种，并优先推荐动态稳定性评定方法。

动态稳定性评定是人为地给燃烧室一种扰动，激起压力振荡，以脉冲能量和压力振荡的衰减时间，评定推力室的稳定性。CPIA655(1997)关于动态稳定性评定的准则优先推荐：当出现的室压扰动超过正常工作规定的幅值范围（峰-峰值10%)，室压振荡在10～10 000 Hz之间的主要频率分量f在由决定的时间内衰减到允许幅值内，则可以认为发动机动态稳定。

动态稳定性评定常用的人为扰动方法有：非定向爆炸弹干扰、定向脉冲枪干扰和定向气流干扰。各种扰动方法的优缺点比较见表1。