蔡震宇，王铁岩，曹红娟

(北京航天动力研究所，北京 100076)



一种气氧/气甲烷火炬式电点火器方案研究

蔡震宇，王铁岩，曹红娟

(北京航天动力研究所，北京 100076)

摘要:针对液氧/甲烷发动机多次启动时推力室点火，对一种气氧/气甲烷火炬式电点火器开展了研究，进行了方案设计，确定了点火室压力、点火器混合比以及冷却方式，开展了多次点火试验，验证了气氧/气甲烷的点火混合比范围，获得了点火特性，并同时验证了多次点火能力及点火重复性，证明方案基本可行。在试验件分解后发现火花塞端面和引火管存在局部高温过热区域，对点火器点火过程以及燃烧传热过程开展仿真，确定了高温烧蚀出现的机理，并明确了结构改进优化的方向。

关键词:点火器；火炬；甲烷；点火；燃烧仿真

1引言

随着航天技术的不断发展以及环保要求的提高，航天推进系统采用无毒无污染推进剂已成为今后的趋势。特别是在载人小行星任务中，出于对航天员安全的考虑，将会采用无毒的推进剂。可用的推进剂中就包括液氧/甲烷推进剂组合。此前，液氧/甲烷发动机的研究曾一度出现停滞，但近几年随着“绿色推进”概念被广泛认同以及甲烷易于制备等优点，美国重返月球计划拟采用液氧/甲烷推进剂，世界各国都在积极研制自己的大推力液氧/甲烷发动机[1]。

在国内，载人登月的呼声不断提高，如有可能在未来实施，那么在任务周期内，作为月面着陆器登月阶段唯一的动力来源，采用液氧/甲烷推进剂组合的下降级发动机[2]就很有可能需要为着陆器的地月转移中途修正、近月制动、环月飞行降轨以及月面着陆动力下降提供动力。……