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第1章 绪论1

1.1 流体喉部喷管应用背景1

1.2 固体火箭发动机流体喉部推力调节原理与特点6

1.2.1 推力调节原理6

1.2.2 固体火箭发动机流体喉部工作方式与特点7

1.3 国内外发展状况8

1.3.1 概况8

1.3.2 基于流体喉部喷管的二次喷射矢量控制研究11

1.4 流体喉部喷管固体火箭发动机的设计12

参考文献14

第2章 气-气流体喉部的稳态特性18

2.1 流体喉部的有效面积18

2.2 稳态特性分析方法19

2.2.1 冷流试验方法与装置19

2.2.2 计算流体方法26

2.3 流动特征28

2.3.1 环缝式流体喉部28

2.3.2 圆孔喷嘴式流体喉部31

2.3.3 无量纲喷嘴位置与流体喉部特征的关系32

2.4 二次流流量比与总压比的关系34

2.5 二次流参数与有效喉部面积35

2.5.1 二次流总温与等效性35

2.5.2 二次流／主流流量比36

2.5.3 环缝喷嘴与圆孔喷嘴的比较37

2.5.4 二次流喷嘴个数37

2.5.5 二次流喷嘴面积比38

2.5.6 二次流喷射角度38

2.5.7 二次流喷嘴扩张比的影响39

2.6 主喷管参数的影响40

2.6.1 主喷管收敛段40

2.6.2 反压比41

2.7 流体喉部的二次流方案比较41

2.7.1 二次流喷嘴的布局方案41

2.7.2 无源与有源方案42

2.7.3 多喷嘴组合方案42

参考文献44

第3章 特征函数与喷管效率45

3.1 固发流体喉部性能表征与计算方法45

3.1.1 特征函数45

3.1.2 流体喉部喷管推力效率46

3.2 流体喉部的特征函数曲线47

3.3 流体喉部喷管的推力效率50

3.3.1 推力效率与修正流量比的关系50

3.3.2 推力效率与压比NPR的关系51

3.3.3 推力效率与喷嘴面积比的关系53

3.3.4 推力效率与喷射角度的关系54

3.3.5 推力效率与喷嘴个数的关系55

参考文献56

第4章 气-粒两相流条件下的流体喉部57

4.1 颗粒相对流体喉部的扰动57

4.2 两相流动理论基础与FLNT—V1.1 分析代码58

4.2.1 气-粒两相流模型58

4.2.2 两相流控制方程58

4.2.3 喷管损失与校核算例60

4.3 颗粒尺寸的影响64

4.3.1 环缝喷嘴算例64

4.3.2 圆孔喷嘴算例67

4.4 颗粒质量分数的影响68

4.4.1 环缝喷嘴算例68

4.4.2 圆孔喷嘴算例69

4.5 颗粒尺寸分布的影响70

4.5.1 扼流性能70

4.5.2 两相流场与颗粒轨迹71

4.5.3 两相流条件下喷嘴位置的选择73

4.6 两相流条件下流体喉部喷管的效率73

4.7 两相流旋流流体喉部特性75

4.7.1 两相流条件下一维理想旋流模型75

4.7.2 旋流流体喉部性能及颗粒相的影响80

参考文献84

第5章 流体喉部喷管的二次流喷射TVC86

5.1 工作模式与TVC机制86

5.2 推力矢量的稳态表征方法87

5.3 二次流TVC的六分力测量88

5.3.1 六分力测量原理与推力架构成89

5.3.2 六分力测量力学模型90

5.3.3 测量误差和标定93

5.4 喷嘴位置与TVC特征98

5.5 喉部喷流对SVC性能的影响102

5.5.1 二元流体喉部喷管的不对称喷射102

5.5.2 实际侧向力调节104

5.6 推力矢量的影响因素106

5.6.1 反压NPR的影响106

5.6.2 喷射角度的影响107

5.6.3 喷嘴面积比的影响108

5.7 圆孔喷嘴组合模式109

参考文献118

第6章 气-液流体喉部120

6.1 气-液流体喉部的流动特征120

6.2 二次流气液工质对比122

6.2.1 喷射方案1——123

6.2.2 喷射方案2——124

6.2.3 喷射方案3——124

6.2.4 喷射方案4——125

6.2.5 喷射方案5——126

6.2.6 喷射方案6——126

6.2.7 综合比较128

参考文献131

第7章 固发流体喉部的推力调节过程132

7.1 固发内弹道计算方法132

7.1.1 加质源项实现方法132

7.1.2 N-S方程离散方法132

7.2 定流量的调节过程133

7.3 环缝式流体喉部非定常过程134

7.3.1 典型非定常工作过程134

7.3.2 燃烧室空腔容积的影响136

7.3.3 二次流喷射角度的影响137

7.4 有源孔式流体喉部的推力调节特性137

7.4.1 流量调节特性137

7.4.2 推力调节特性138

7.4.3 填充过程140

参考文献141

第8章 固发流体喉部的烧蚀特性142

8.1 喉衬材料142

8.2 固发喉衬烧蚀的计算方法142

8.2.1 气固界面边界条件143

8.2.2 燃气组分144

8.2.3 化学反应体系144

8.2.4 燃气的物性参数计算方法145

8.3 传统固发喷管的喉部烧蚀——Borie喷管模型146

8.4 流体喉部的烧蚀特性147

8.5 基于流体喉部的主动热防护技术149

参考文献151

第9章 系统应用模式与主要结构153

9.1 系统分类153

9.1.1 姿轨控系统153

9.1.2 主推进系统156

9.1.3 按工质分类158

9.2 典型结构160

9.3 喷嘴结构162

9.4 二次流燃气发生器162

9.4.1 燃气发生器可靠点火164

9.4.2 燃气过滤165

9.4.3 燃气降温167

9.4.4 燃气稳压169

9.5 推力调节模式与效能170

9.5.1 调节模式170

9.5.2 效能与推力变化范围指标173

参考文献175

主要符号表176