摘要
锂六氟化硫(Li/SF6)热动力系统是一种高能量密度动力系统,是鱼雷的一种理想动力.由于其产物均为固态,无气体向环境排出,可与涡轮等动力输出设备组合,形成闭式循环推进系统,尤其胜任UUV等深海航行器.但Li/SF6反应剧烈,爆发性强,不易形成缓慢稳定的燃烧,制约了其应用.为拓展其应用范围,使锂热动力系统满足UUV等水下潜探器低功率、长航时、远航程的系统要求,根据燃料特性与系统效率等参数,针对Li/SF6闭式热动力系统开展Li/SF6燃烧组织设计、系统换热设计以及冷凝系统设计.创新地设计了电磁快速启动技术,系统启动时间小于20秒,启动功率小于350W;开创性地提出了预置式燃烧组织方式,为锂热动力系统低功率缓慢运行提供了技术保障.根据设计方案加工地面样机,配以涡轮动力输出系统,开展了小功率Li热动力系统缓慢燃烧实验研究,监测获得了锂六氟化硫点火、燃烧与换热工作过程中温度压力等典型参数.实验表明,Li/SF6热动力系统具有长时间储存和宽功率调节的工作特性,设计方案可行,Li/SF6缓慢燃烧反应控制方法与操作流程可靠,本文结果可为锂热动力系统可控式燃烧提供相应技术支持与数据参考.继续改进燃烧室等结构材料与燃烧组织细节后,本系统有望在深海潜探或外空探测等缺氧恶劣环境中得到广泛应用.
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