王 凯, 孙 涛, 史小锋, 伊 寅, 伊进宝, 韩勇军



HAP三组元推进剂泵供系统流动特性仿真

王 凯1, 2, 孙 涛1, 史小锋1, 伊 寅1, 伊进宝1, 韩勇军1

(1. 中国船舶重工集团公司 第705研究所, 陕西 西安, 710077; 2. 水下信息与控制重点实验室, 陕西 西安, 710077)

文中针对燃烧试验出现的燃烧振荡, 开展水下航行器HAP三组元推进剂泵供系统流动特性研究。使用3D仿真软件PumpLinx模拟出燃料泵的流动状态, 使用1D软件AMESim模拟出泵供系统流动特性, 通过三组元燃烧动态测试试验, 测得泵供系统各组部件流体压力脉动情况, 以验证仿真模型。结果表明, 仿真获取的泵供系统流动特性与试验所测脉动规律基本吻合, 证明了仿真获取的各组部件脉动频率等参数的准确性, 这些参数可为设计和优化液压元器件提供技术支撑。

水下航行器; HAP三组元推进剂; 泵供系统; 流动特性

0 引言

HAP三组元推进剂燃烧试验中出现了燃烧振荡, 燃烧振荡的出现会伴随着放热量和压力的大幅波动, 可能会导致动力系统损伤, 因此, 热动力系统必须避免或控制燃烧振荡。从公开出版的资料可以看出, 引起燃烧室压力波动的原因主要有以下几个方面: 1) HAP三组元燃料比例和掺混状态不稳定会导致燃烧室热容随之变化, 引起燃烧压力波动[1]; 2) 燃料在燃烧室里的燃烧时滞, 会导致“堆积燃烧”, 严重时可导致燃烧振荡; 3) 泵供系统的耦合振荡。HAP三组元泵供系统中的燃料泵是一种轴向柱塞泵, 其输出油液的流量是周期性脉动的, 会导致燃料流……