液體火箭發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)

內(nèi)容概要

　　本書包括6章。第1章為緒論，主要對液體火箭發(fā)動機(jī)的分類、組成和發(fā)展方向等進(jìn)行概述。第2章為液體火箭發(fā)動機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，講述發(fā)動機(jī)總體設(shè)計(jì)任務(wù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容，主要包括發(fā)動機(jī)推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)、主要參數(shù)選擇、擠壓式和泵壓式系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算以及發(fā)動機(jī)調(diào)節(jié)與控制等方面的內(nèi)容，通過這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以對發(fā)動機(jī)系統(tǒng)有一個(gè)比較全面的了解。第3章為液體火箭發(fā)動機(jī)推力室設(shè)計(jì)，主要講述推力室設(shè)計(jì)工作中所包括的型面設(shè)計(jì)、頭部設(shè)計(jì)和身部熱防護(hù)設(shè)計(jì)，并對一些典型發(fā)動機(jī)推力室的結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。第4章為燃?xì)獍l(fā)生器與小推力發(fā)動機(jī)推力室，在第3章內(nèi)容的基礎(chǔ)上，介紹液體火箭發(fā)動機(jī)燃?xì)獍l(fā)生器和小推力發(fā)動機(jī)推力室的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和一些初步設(shè)計(jì)方法。第5章為液體火箭發(fā)動機(jī)渦輪泵設(shè)計(jì)，講述泵壓式液體火箭發(fā)動機(jī)中渦輪與泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與設(shè)計(jì)方法，包括渦輪泵總體設(shè)計(jì)、帶誘導(dǎo)輪離心泵設(shè)計(jì)、渦輪設(shè)計(jì)、渦輪泵轉(zhuǎn)子及渦輪泵密封和軸承等內(nèi)容。第6章為閥門和調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)，主要講述常用閥門和調(diào)節(jié)器的功能、結(jié)構(gòu)、工作過程以及相關(guān)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。

書籍目錄

第1章  緒論
  1.1  液體火箭發(fā)動機(jī)組成
    1.1.1  推力室
    1.1.2  推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)
    1.1.3  閥門與調(diào)節(jié)器
    1.1.4  總裝元件
  1.2  液體火箭發(fā)動機(jī)分類
    1.2.1  按發(fā)動機(jī)用途分類
    1.2.2  按推力大小分類
    1.2.3  按推進(jìn)劑組元數(shù)量分類
    1.2.4  按推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)分類
    1.2.5  按工況特點(diǎn)分類
  1.3  液體推進(jìn)劑
    1.3.1  液體推進(jìn)劑分類
    1.3.2  液體推進(jìn)劑的物理化學(xué)性能
    1.3.3  液體推進(jìn)劑的能量特性
    1.3.4  液體推進(jìn)劑的貯存與應(yīng)用
  1.4  液體火箭發(fā)動機(jī)的發(fā)展
    1.4.1  提高燃燒室壓力
    1.4.2  提高單臺發(fā)動機(jī)的推力
    1.4.3  高比沖和高密度比沖液體推進(jìn)劑的應(yīng)用
    1.4.4  新型發(fā)動機(jī)動力循環(huán)方式的應(yīng)用
    1.4.5  針對可重復(fù)使用運(yùn)載器所進(jìn)行的發(fā)動機(jī)方案研究
    1.4.6  提高可靠性和降低成本
    1.4.7  改進(jìn)現(xiàn)有型號發(fā)動機(jī)
    1.4.8  新材料和先進(jìn)生產(chǎn)工藝的應(yīng)用
  復(fù)習(xí)思考題
第2章  液體火箭發(fā)動機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  2.1  概述
    2.1.1  發(fā)動機(jī)總體設(shè)計(jì)任務(wù)
    2.1.2  飛行器總體對發(fā)動機(jī)的要求
    2.1.3  發(fā)動機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容與流程
  2.2  發(fā)動機(jī)推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)
    2.2.1  擠壓式供應(yīng)系統(tǒng)方案
    2.2.2  泵壓式供應(yīng)系統(tǒng)方案
    2.2.3  推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)方案對比
  2.3  發(fā)動機(jī)主要參數(shù)選擇
    2.3.1  推進(jìn)劑的選擇
    2.3.2  混合比的選擇
    2.3.3  燃燒室壓力的選擇
    2.3.4  噴管擴(kuò)張比的選擇
    2.3.5  推進(jìn)劑質(zhì)量的確定
    2.3.6  系統(tǒng)參數(shù)平衡
  2.4  擠壓式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    2.4.1  擠壓式系統(tǒng)的選擇
    2.4.2  設(shè)計(jì)計(jì)算
    2.4.3  擠壓式系統(tǒng)參數(shù)平衡
    2.4.4  擠壓式系統(tǒng)貯箱增壓壓力的確定
  2.5  泵壓式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    2.5.1  設(shè)計(jì)要求
    2.5.2  泵壓式系統(tǒng)的選擇
    2.5.3  泵壓式系統(tǒng)參數(shù)平衡
    2.5.4  泵壓式系統(tǒng)貯箱增壓壓力的確定
  2.6  液體火箭發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)
    2.6.1  基本控制系統(tǒng)
    2.6.2  推力控制系統(tǒng)
    2.6.3  推進(jìn)劑混合比和推進(jìn)劑利用控制
    2.6.4  擠壓式系統(tǒng)的調(diào)整
    2.6.5  泵壓式系統(tǒng)的調(diào)整
  2.7  火箭發(fā)動機(jī)主要參數(shù)的優(yōu)化
    2.7.1  設(shè)計(jì)變量
    2.7.2  目標(biāo)函數(shù)
    2.7.3  約束條件
    2.7.4  優(yōu)化方法
    2.7.5  優(yōu)化過程
  復(fù)習(xí)思考題
  習(xí)題
第3章  液體火箭發(fā)動機(jī)推力室設(shè)計(jì)
  3.1  概述
    3.1.1  液體火箭發(fā)動機(jī)推力室的組成
    3.1.2  推力室的工作過程
    3.1.3  液體火箭發(fā)動機(jī)推力室的設(shè)計(jì)內(nèi)容
  3.2  推力室型面設(shè)計(jì)
    3.2.1  燃燒室型面設(shè)計(jì)
    3.2.2  噴管型面設(shè)計(jì)
  3.3  推力室頭部設(shè)計(jì)
    3.3.1  設(shè)計(jì)要求與內(nèi)容
    3.3.2  噴嘴結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
    3.3.3  噴嘴排列
    3.3.4  燃燒穩(wěn)定裝置
    3.3.5  噴注器與頭部結(jié)構(gòu)
  3.4  推力室身部設(shè)計(jì)
    3.4.1  推力室身部熱環(huán)境
    3.4.2  推力室身部熱防護(hù)方法
    3.4.3  推力室身部結(jié)構(gòu)
    3.4.4  推力室身部冷卻計(jì)算
  3.5  推力室點(diǎn)火裝置
    3.5.1  自燃液體點(diǎn)火
    3.5.2  固體火藥點(diǎn)火
    3.5.3  電點(diǎn)火
    3.5.4  氣動諧振點(diǎn)火
    3.5.5  爆震波點(diǎn)火
  復(fù)習(xí)思考題
  習(xí)題
第4章  燃?xì)獍l(fā)生器與小推力發(fā)動機(jī)推力室
  4.1  燃?xì)獍l(fā)生器
    4.1.1  燃?xì)獍l(fā)生器的類型
    4.1.2  液體燃?xì)獍l(fā)生器的特點(diǎn)
    4.1.3  液體燃?xì)獍l(fā)生器的結(jié)構(gòu)
    4.1.4  幾種典型燃?xì)獍l(fā)生器
    4.1.5  液體燃?xì)獍l(fā)生器的計(jì)算
  4.2  小推力發(fā)動機(jī)推力室
    4.2.1  小推力液體火箭發(fā)動機(jī)的類型
    4.2.2  小推力發(fā)動機(jī)的特點(diǎn)
    4.2.3  單組元小推力發(fā)動機(jī)推力室
    4.2.4  雙組元小推力發(fā)動機(jī)推力室
    4.2.5  小推力發(fā)動機(jī)推力室頭部
    4.2.6  小推力發(fā)動機(jī)推力室身部結(jié)構(gòu)與冷卻方法
    4.2.7  小推力發(fā)動機(jī)推力室設(shè)計(jì)
  復(fù)習(xí)思考題
  習(xí)題
第5章  液體火箭發(fā)動機(jī)渦輪泵設(shè)計(jì)
  5.1  概述
    5.1.1  渦輪泵的組成
    5.1.2  渦輪泵設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容
  5.2  渦輪泵總體設(shè)計(jì)
    5.2.1  渦輪泵總體方案的設(shè)計(jì)計(jì)算
    5.2.2  渦輪泵總體結(jié)構(gòu)布局
  5.3  泵設(shè)計(jì)
    5.3.1  帶誘導(dǎo)輪離心泵的設(shè)計(jì)計(jì)算
    5.3.2  帶誘導(dǎo)輪離心泵的設(shè)計(jì)算例
    5.3.3  離心泵和誘導(dǎo)輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  5.4  渦輪設(shè)計(jì)
    5.4.1  沖擊式渦輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
    5.4.2  反力式渦輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
    5.4.3  渦輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
  5.5  渦輪泵轉(zhuǎn)子的載荷與平衡
    5.5.1  渦輪泵轉(zhuǎn)子的載荷
    5.5.2  渦輪泵轉(zhuǎn)子的平衡
    5.5.3  渦輪泵轉(zhuǎn)子軸向力的補(bǔ)償
  5.6  渦輪泵轉(zhuǎn)子的動力特性和設(shè)計(jì)
    5.6.1  渦輪泵轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速
    5.6.2  渦輪泵轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)
  5.7  渦輪泵的密封和軸承
    5.7.1  渦輪泵的密封
    5.7.2  渦輪泵的軸承
  5.8  渦輪的強(qiáng)度計(jì)算
    5.8.1  渦輪工作葉片的強(qiáng)度計(jì)算
    5.8.2  渦輪盤的強(qiáng)度計(jì)算
  復(fù)習(xí)思考題
  習(xí)題
第6章  閥門和調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)
  6.1  概述
    6.1.1  閥門和調(diào)節(jié)器的分類
    6.1.2  閥門的設(shè)計(jì)原則
    6.1.3  閥門結(jié)構(gòu)類型的選擇
  6.2  常用閥門設(shè)計(jì)
    6.2.1  斷流閥門的設(shè)計(jì)
    6.2.2  隔離閥門的設(shè)計(jì)
    6.2.3  其他閥門
  6.3  調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)
    6.3.1  氣體減壓器
    6.3.2  燃燒室壓力調(diào)節(jié)器
    6.3.3  混合比調(diào)節(jié)器
    6.3.4  流量調(diào)節(jié)器
    6.3.5  汽蝕文氏管
    6.3.6  節(jié)流圈
  復(fù)習(xí)思考題
  習(xí)題
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：插圖：液體火箭發(fā)動機(jī)的總裝元件是將各組件組裝成整臺發(fā)動機(jī)所需的各種部件的總稱，包括導(dǎo)管、支架、常平座、搖擺軟管、機(jī)架、換熱器和蓄壓器等。導(dǎo)管用來輸送流體和連接組件，其中包括推進(jìn)劑導(dǎo)管、液壓和氣體管路、驅(qū)動渦輪的高壓燃?xì)鈱?dǎo)管、渦輪排氣管，以及相應(yīng)的導(dǎo)管連接件和密封件等。渦輪泵支架將渦輪泵固定在推力室或機(jī)架上，有些控制元件和小型容器也用托架固定。常平座是使發(fā)動機(jī)能圍繞其轉(zhuǎn)軸擺動的承力機(jī)構(gòu)。按搖擺方式，常平座可分為單擺常平座和雙擺常平座兩種。通過發(fā)動機(jī)的單向或雙向搖擺，進(jìn)行推力矢量控制。搖擺軟管是一種柔性補(bǔ)償導(dǎo)管組件，能夠在保證流體輸送的前提下，實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)搖擺時(shí)管路變形的補(bǔ)償。搖擺軟管一般由承受壓力和變形的彈性波紋管、承受壓力分離和變形載荷的約束裝置和將波紋管與管路相連的連接結(jié)構(gòu)三部分組成。按工作壓力可分為高壓軟管和低壓軟管，高壓軟管用于泵后擺發(fā)動機(jī)，低壓軟管用于泵前擺發(fā)動機(jī)。按承受的變形種類可分為單一變形軟管和多種變形軟管。機(jī)架也稱為推力架或推力結(jié)構(gòu)，是用于安裝發(fā)動機(jī)和向彈（箭）體傳遞推力的結(jié)構(gòu)元件。換熱器主要用于液體火箭發(fā)動機(jī)的推進(jìn)劑增壓系統(tǒng)，為推進(jìn)劑貯箱提供增壓氣體。常用的換熱器有蒸發(fā)器、降溫器和加溫器。蒸發(fā)器是利用渦輪排氣等熱源將液氧、液氮等液體汽化后作為增壓氣體。降溫器是將發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的渦輪排氣等高溫氣體與液體推進(jìn)劑換熱降溫后作為增壓氣體。在利用高壓氣瓶提供的氣體進(jìn)行增壓時(shí)，也可將增壓氣體通過加溫器升高溫度，以提高單位質(zhì)量氣體的增壓效率。蓄壓器主要用來抑制火箭的縱向耦合振動，在發(fā)動機(jī)泵前推進(jìn)劑管路上設(shè)置蓄壓器，可以改變推進(jìn)劑供應(yīng)系統(tǒng)的頻率和降低壓力脈動幅值。

編輯推薦

《液體火箭發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)》是國防特色教材?航空宇航科學(xué)與技術(shù)。

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