翟一帆，罗巧军



氢氧膨胀循环发动机启动仿真研究

翟一帆，罗巧军

（北京航天动力研究所，北京，100076）

基于IRC方法对液体火箭发动机进行模块化建模，在此基础上搭建了闭式膨胀循环发动机启动仿真模型，对发动机的启动过程进行了研究。研究结果表明：仿真模型与试车数据吻合较好，仿真模型得到了验证，调节涡轮旁通阀的时序可以有效改善启动过程中燃烧室压力超调。

液体火箭发动机；闭式膨胀循环；启动仿真；动态仿真

0 引 言

随着中国航天事业的不断发展，愈发复杂的空间任务对发动机提出了新的要求，如推力大范围调节、多次重复启动等。发动机动态仿真，作为在发动机全生命周期中的重要技术手段，在诸如方案论证比较、故障模式研究、试验异常点寻因、系统性能优化等方面具有重要的作用。

启动过程中，发动机在很短时间内由初始状态爬升到主级工况，系统参数将发生大范围的剧烈变化。启动阶段的各组件工作在非稳态的恶劣条件下，极易发生故障，导致整个发动机系统出现问题。

本文采用一维分段集中参数方法[1]，使用AMESim软件进行模块化建模，建立了发动机关键组件的动态模块，并以此搭建闭式膨胀循环液体火箭发动机系统模型，针对发动机的启动过程进行仿真，并与试车数据进行了比较。

1 管路IRC方法

发动机系统是将各典型组件通过流体（液体或气体）管路串联而成的热力系统，流体管路的特性对发动机系统的动态特性具有重要影响。……