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第1章 绪论1

1.1 液体火箭发动机组成1

1.1.1 推力室3

1.1.2 推进剂供应系统3

1.1.3 阀门与调节器3

1.1.4 总装元件4

1.2 液体火箭发动机分类4

1.2.1 按发动机用途分类5

1.2.2 按推力大小分类7

1.2.3 按推进剂组元数量分类7

1.2.4 按推进剂供应系统分类7

1.2.5 按工况特点分类8

1.3 液体推进剂8

1.3.1 液体推进剂分类9

1.3.2 液体推进剂的物理化学性能10

1.3.3 液体推进剂的能量特性10

1.3.4 液体推进剂的贮存与应用12

1.4 液体火箭发动机的发展13

1.4.1 提高燃烧室压力13

1.4.2 提高单台发动机的推力14

1.4.3 高比冲和高密度比冲液体推进剂的应用15

1.4.4 新型发动机动力循环方式的应用16

1.4.5 针对可重复使用运载器所进行的发动机方案研究16

1.4.6 提高可靠性和降低成本17

1.4.7 改进现有型号发动机17

1.4.8 新材料和先进生产工艺的应用17

复习思考题18

第2章 液体火箭发动机系统设计19

2.1 概述19

2.1.1 发动机总体设计任务19

2.1.2 飞行器总体对发动机的要求20

2.1.3 发动机系统设计内容与流程22

2.2 发动机推进剂供应系统23

2.2.1 挤压式供应系统方案24

2.2.2 泵压式供应系统方案28

2.2.3 推进剂供应系统方案对比32

2.3 发动机主要参数选择34

2.3.1 推进剂的选择34

2.3.2 混合比的选择35

2.3.3 燃烧室压力的选择36

2.3.4 喷管扩张比的选择36

2.3.5 推进剂质量的确定37

2.3.6 系统参数平衡38

2.4 挤压式系统的设计38

2.4.1 挤压式系统的选择38

2.4.2 设计计算40

2.4.3 挤压式系统参数平衡43

2.4.4 挤压式系统贮箱增压压力的确定44

2.5 泵压式系统的设计44

2.5.1 设计要求44

2.5.2 泵压式系统的选择46

2.5.3 泵压式系统参数平衡47

2.5.4 泵压式系统贮箱增压压力的确定53

2.6 液体火箭发动机控制系统54

2.6.1 基本控制系统55

2.6.2 推力控制系统57

2.6.3 推进剂混合比和推进剂利用控制61

2.6.4 挤压式系统的调整63

2.6.5 泵压式系统的调整65

2.7 火箭发动机主要参数的优化68

2.7.1 设计变量68

2.7.2 目标函数69

2.7.3 约束条件70

2.7.4 优化方法71

2.7.5 优化过程71

复习思考题72

习题73

第3章 液体火箭发动机推力室设计75

3.1 概述75

3.1.1 液体火箭发动机推力室的组成75

3.1.2 推力室的工作过程76

3.1.3 液体火箭发动机推力室的设计内容79

3.2 推力室型面设计80

3.2.1 燃烧室型面设计80

3.2.2 喷管型面设计86

3.3 推力室头部设计101

3.3.1 设计要求与内容101

3.3.2 喷嘴结构与设计103

3.3.3 喷嘴排列124

3.3.4 燃烧稳定装置129

3.3.5 喷注器与头部结构132

3.4 推力室身部设计139

3.4.1 推力室身部热环境139

3.4.2 推力室身部热防护方法141

3.4.3 推力室身部结构148

3.4.4 推力室身部冷却计算159

3.5 推力室点火装置175

3.5.1 自燃液体点火176

3.5.2 固体火药点火177

3.5.3 电点火178

3.5.4 气动谐振点火179

3.5.5 爆震波点火179

复习思考题180

习题181

第4章 燃气发生器与小推力发动机推力室182

4.1 燃气发生器182

4.1.1 燃气发生器的类型183

4.1.2 液体燃气发生器的特点188

4.1.3 液体燃气发生器的结构190

4.1.4 几种典型燃气发生器194

4.1.5 液体燃气发生器的计算199

4.2 小推力发动机推力室200

4.2.1 小推力液体火箭发动机的类型201

4.2.2 小推力发动机的特点201

4.2.3 单组元小推力发动机推力室202

4.2.4 双组元小推力发动机推力室205

4.2.5 小推力发动机推力室头部206

4.2.6 小推力发动机推力室身部结构与冷却方法208

4.2.7 小推力发动机推力室设计212

复习思考题219

习题220

第5章 液体火箭发动机涡轮泵设计221

5.1 概述221

5.1.1 涡轮泵的组成221

5.1.2 涡轮泵设计的主要内容225

5.2 涡轮泵总体设计226

5.2.1 涡轮泵总体方案的设计计算226

5.2.2 涡轮泵总体结构布局229

5.3 泵设计233

5.3.1 带诱导轮离心泵的设计计算233

5.3.2 带诱导轮离心泵的设计算例239

5.3.3 离心泵和诱导轮的结构设计243

5.4 涡轮设计246

5.4.1 冲击式涡轮的设计计算246

5.4.2 反力式涡轮的设计计算252

5.4.3 涡轮的结构设计260

5.5 涡轮泵转子的载荷与平衡265

5.5.1 涡轮泵转子的载荷265

5.5.2 涡轮泵转子的平衡266

5.5.3 涡轮泵转子轴向力的补偿269

5.6 涡轮泵转子的动力特性和设计272

5.6.1 涡轮泵转子的临界转速272

5.6.2 涡轮泵转子的设计280

5.7 涡轮泵的密封和轴承283

5.7.1 涡轮泵的密封283

5.7.2 涡轮泵的轴承289

5.8 涡轮的强度计算292

5.8.1 涡轮工作叶片的强度计算292

5.8.2 涡轮盘的强度计算302

复习思考题315

习题316

第6章 阀门和调节器设计318

6.1 概述318

6.1.1 阀门和调节器的分类319

6.1.2 阀门的设计原则321

6.1.3 阀门结构类型的选择323

6.2 常用阀门设计324

6.2.1 断流阀门的设计324

6.2.2 隔离阀门的设计331

6.2.3 其他阀门336

6.3 调节器设计338

6.3.1 气体减压器339

6.3.2 燃烧室压力调节器347

6.3.3 混合比调节器352

6.3.4 流量调节器356

6.3.5 汽蚀文氏管357

6.3.6 节流圈360

复习思考题361

习题362

参考文献363