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火箭推进
航天推进技术研究院
火箭推进

航天推进技术研究院

旷武岳

双月刊

1672-9374

spacemj@bylink.com.cn

029-85207436

710100

西安市十五号信箱11分箱

火箭推进/Journal Journal of Rocket PropulsionCSTPCD
查看更多>>本刊是中国航天科技集团公司六院主办的航天器与导弹动力专业的学术刊物，专业方向侧重于液体火箭发动机。
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    新型绿色单组元液体推进剂发展现状与趋势

    鲍世国马天举田国庆项锴...
    1-22页
    查看更多>>摘要：随着对生态环境、安全的日益关注以及航天推进技术的不断发展,对推进剂提出了绿色无毒的性能要求,新型绿色单组元液体推进系统成为航天推进的重要研究方向之一.硝酸羟铵基单组元液体推进剂(HAN基单组元推进剂)和二硝酰胺铵基单组元液体推进剂(ADN基单组元推进剂)具有绿色无污染、密度大、比冲性能可调节、饱和蒸汽压低和使用维护成本低等特点,可以应用于卫星、飞船、运载火箭等飞行器的姿轨控动力系统,二者均已完成多次飞行演示验证并获得应用,受到了各国航天领域的广泛关注.

    新型绿色单组元液体推进系统HAN基单组元液体推进剂ADN基单组元液体推进剂姿轨控动力系统

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    火箭煤油减阻剂的研究进展

    孙彬陈雪娇孙海云郭永胜...
    23-32页
    查看更多>>摘要：在火箭煤油中加入减阻剂是提高其在管道中的流动能力和降低能耗的有效手段,具有成本低、工艺简单、效果显著和可靠性高等特点.综述了减阻剂的种类、添加量、相对分子量、管径、流体流速、雷诺数、流体温度和热流密度等工况参数对火箭煤油减阻和换热特性的影响,从分子动力学模拟和计算流体动力学模拟两个方面介绍了火箭煤油减阻剂对减阻和换热数值模拟的研究进展,实验研究和数值模拟结果都指出了减阻与传热恶化相矛盾的核心科学问题亟待解决,总结了黏弹性聚合物的减阻率提升机制、聚合物分子断裂和解聚的减阻率退化机制,进一步从实验研究、数值模拟和机理探究这3个角度指出减阻研究的发展方向,期望为新型高效减阻剂的开发和应用提供参考.

    火箭煤油聚合物减阻率减阻剂作用机制

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    离子型短点火延迟自燃液体推进剂研究进展

    费腾徐冉赵鹏宇徐涛...
    33-43页
    查看更多>>摘要：自燃液体推进剂不仅可简化液体火箭发动机设计,而且可实现多次无故障点火,并提高动力设备的运行安全性,是航天推进技术领域的研究重点之一.降低自燃推进剂点火延迟时间,不仅可提高发动机启动过程可靠性及推进剂燃烧效率,也可避免推进剂积存在燃烧室内导致启动时产生过高的压力峰或激发剧烈振荡燃烧而发生爆炸.自燃离子液体(HILs)因蒸汽压低、物化性质可调节、毒性小等优点,有望弥补或替代肼类物质作为 自燃液体推进剂燃料.以点火延迟时间小于5 ms的燃烧性能特点为核心,对短点火延迟时间HILs以及复配体系的合成制备方法进行了综述.针对自燃推进系统提出的要求,尽管现有短点火延迟的HILs或复配体系有成为未来绿色自燃推进剂燃料的潜质,但存在黏度高、燃烧产物复杂、比冲低等制约性问题.因此,还需在性能提升、工程适用性、系统匹配性等方面开展理论和试验研究,以加快HILs或复配体系早日走向工程应用.

    液体推进剂自燃离子液体点火延迟时间有机合成复配体系

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    基于层次分析法的吸热碳氢燃料评估指标体系设计

    陈雪娇王晓宇安高军徐曦萌...
    44-52页
    查看更多>>摘要：为综合评价吸热碳氢燃料的整体性能,对吸热碳氢燃料研制、生产、使用、测试、贮存等各个环节的指标进行了有序整合,构建了吸热碳氢燃料评估指标体系.通过对吸热碳氢燃料的性能指标进行梳理和分类,根据层次分析法思想建立三级递阶层次结构模型,采用主观赋值法和一致性检验方法构建和筛选符合运算逻辑的判断矩阵,通过求解判断矩阵得到各指标权重值,对各指标的重要度进行了排序,并形成了评估指标体系的应用方法.研究结果将吸热碳氢燃料在各个环节中涉及的百余项评价指标"点"汇聚整合成为一套完整的评估体系"面",为吸热碳氢燃料整体性能的评价提供了有效的方法,初步实现了吸热碳氢燃料综合性能定性评估到半定量评估的跨越,对新型吸热碳氢燃料的评价和发展具有重要应用价值.

    吸热碳氢燃料评估指标体系层次分析法判断矩阵权重值

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    ReaxFF MD方法揭示的JP-10热解吸热与氧化放热机理

    刘晗肖媛媛郑默任春醒...
    53-64页
    查看更多>>摘要：认识裂解吸热和氧化放热反应机理对发展高超声速飞行器所需要的吸热型碳氢燃料极为重要.通过基于ReaxFF力场的反应分子动力学模拟(ReaxFF MD),揭示了 JP-10热裂解吸热与氧化放热的微观反应机理.升温模拟结果表明,JP-10氧化体系总反应热效应由吸热转变为放热的转折点在2 600 K附近,吸热阶段开环反应的吸热量约占总吸热量的64％.在JP-10氧化阶段,H自由基和O2反应生成HO2,进而生成HO自由基以及含氧自由基生成H2O的反应会大量释热,约占总放热量的54％.结果表明:基于ReaxFF MD模拟、通过反应热分析识别重要反应是一种有潜力认识燃料分子结构对燃料裂解吸热能力及裂解产物组成对燃料氧化释热能力影响规律的新途径.

    吸热型碳氢燃料分子动力学模拟ReaxFFJP-10吸热反应机理氧化反应机理

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    清净分散剂对高密度燃料热氧化安定性的影响

    舒玉美安佳毅薛康贾挺豪...
    65-74页
    查看更多>>摘要：高密度燃料的热氧化安定性对其换热安全性乃至高超音速飞行器的飞行安全至关重要.在燃料中加入清净分散剂可减少热氧化沉积前驱体及沉积物的生成,有助于提高燃料的热氧化安定性.采用快速小型热氧化安定仪研究了不同清净分散剂结构对高密度燃料JP-10热氧化安定性的影响规律,结果表明:在140 ℃,700 kPa氧气压力下氧化5 h后,当高分子量聚异丁烯基丁二酰亚胺T161(分子量＞1 000)在JP-10(5 mL)中添加量为100 mg/L时,氧化沉积物的质量减少了 56％(94.5 mg),且适当增加分散剂中非极性基团的链长和极性基团的体积,有利于提高JP-10的热氧化安定性;此外,当清净分散剂中极性基团位于分子中部时,对沉积物的抑制效果则更加显著.

    清净分散剂高密度燃料热氧化安定性快速小型热氧化安定仪沉积物

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    超分子甲基肼凝胶燃料流变性能研究

    孙晓涵宋隆左向春孙海云...
    75-81页
    查看更多>>摘要：流变性能研究是凝胶推进剂研究的一项重要内容,其结果可为推进剂的雾化、燃烧等性能研究提供基础.超分子甲基肼凝胶燃料内部以氢键等非共价相互作用力作为支点,形成网状结构,其流变性能与胶凝剂含量和温度条件密切相关.实验结果表明,胶凝剂含量越高,体系越稳定.胶凝剂质量分数为1.2％时,超分子甲基肼凝胶燃料可在得到最高的能量性能的同时保证稳定性.随着体系温度的升高,形成凝胶网络结构的氢键作用力会变弱,对分子的限制作用也会减弱.体现在流变性能上,就是随着温度的增加,体系黏度和剪切应力降低;在达到50℃时,超分子甲基肼凝胶燃料已处于凝胶-溶液转变的临界点.超分子甲基肼凝胶燃料还具有剪切恢复性,在经历10次剪切过程后,黏度仅有少量降低.

    超分子甲基肼凝胶推进剂非共价相互作用力流变性能

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    NTO/UDMH燃烧机理构建与着火特性分析

    杨丹奇卓丹晨吴润生金平...
    82-95页
    查看更多>>摘要：为提高自燃推进剂液体火箭发动机燃烧流场的CFD数值计算精度,基于分级法思想构建了 63组分357基元反应的四氧化二氮(NTO)/偏二甲肼(UDMH)详细燃烧机理.分别采用单一简化方法与综合多种简化方法对详细机理进行简化,得到与详细机理吻合较好的35组分149基元反应和23组分19基元反应.在此基础上,研究了不同压力、温度与氧燃比对详细机理与简化机理着火特性的影响规律:增大初始压力整体会增加系统平衡温度与着火延迟时间,初始压力越大,系统平衡温度增加越慢,从1 035～1 320 K/MPa减小至170～320 K/MPa;初始温度的升高会增加系统平衡温度但缩短了着火延迟时间,初始温度增加1 K,系统平衡温度约增大3K;增大氧燃比会降低系统平衡温度、增大着火延迟时间,氧燃比越大,着火延迟时间增加越多.获得的规律为NTO/UDMH反应动力学研究提供了重要的参考依据与理论基础,构建得到的详细及简化机理有助于建立更加准确的发动机燃烧流场仿真模型.

    偏二甲肼四氧化二氮反应机理构建机理简化

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    不同组份下硝酸羟胺基液体推进剂电点火及稳定燃烧

    金宝志申连华李国岫李洪萌...
    96-105页
    查看更多>>摘要：为避免硝酸羟胺(HAN)基液体推进剂传统催化点火的延迟时间长、催化剂失活等缺点,同时充分发挥HAN基液体推进剂高能量密度、高比冲等优点,设计并搭建了 HAN基液体推进剂静置状态和流动状态下电点火实验系统.制备了 4种新型高能HAN基液体推进剂,并开展了静置状态和流动状态下电点火及稳定燃烧实验研究,对比了不同组份下HAN基液体推进剂点火及稳定燃烧的影响.甲醇的添加抑制了推进剂的活性,推进剂分解过程变得缓慢且没有观察到持续稳定燃烧的火焰.掺混15％乙腈的推进剂在火焰高度和点火延迟时间等方面都表现出优异性能,流动状态下在关闭加载电压后能通过自分解维持火焰的燃烧.

    空间发动机硝酸羟胺基液体推进剂电点火甲醇乙腈

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    HAN基单组元推进剂热分解过程的分子动力学模拟

    黄永民李旭博胡旭周秀爽...
    106-113页
    查看更多>>摘要：为揭示非催化点火方式的硝酸羟胺(HAN)基单组元液体火箭发动机内推进剂的反应机理,采用分子动力学模拟方法,在ReaxFF/lg力场下对HAN基推进剂热分解机理及配方影响作用机制开展研究.计算结果表明:推进剂热分解过程存在两个阶段.第一个阶段为吸热阶段,推进剂内硝酸羟胺和硝酸肼氢键断裂,分解生成羟胺、肼和硝酸,吸热阶段主要受推进剂内氢键个数影响;第二个阶段为推进剂分解反应阶段,由硝酸和羟胺的分解所引发,生成NH2、NO2和OH.OH为主要的氧化性物质,与肼、甲醇反应,生成大量的水.肼在推进剂中的分解主要依靠与OH反应脱氢,生成N2H3,并最终分解形成N2和H2.推进剂配方仅对与OH的反应有显著影响.降低甲醇的含量,能够显著提升燃料的反应速率,同时促进肼分子的反应脱氢,提高推进剂初始分解速率;提高硝酸羟胺的含量能够促进甲醇的分解,但受肼分解反应速率较低的影响,推进剂整体分解速率降低.

    单组元液体火箭发动机HAN基推进剂分子动力学模拟ReaxFF/lg热分解

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