推进性能

摘要： 为探索基于铝粉燃料的连续旋转爆轰发动机独特的爆轰特性及推进性能,开展铝粉/空气和氢气/空气连续旋转爆轰发动机热试车对比实验。实验结果表明:在相同发动机构型及条件下,铝粉/空气连续旋转爆轰发动机的推力比氢气/空气高35%;铝粉/空气的峰值压强比氢气/空气高11%;铝粉/空气的爆轰波传播速度比氢气/空气低11%;铝粉/空气工作模态同氢气/空气一样,均为单波模态。上述差异一方面由燃料不同物理化学性质所致,另一方面由气-固两相爆轰和纯气相爆轰差异所致。所得研究结果可为吸气式粉末燃料连续旋转爆轰发动机奠定一定的实验和理论基础。

摘要： 基于某艇的推进性能需求,以喷水推进器设计工况为分析对象,采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法,建立计算模型,研究叶轮叶顶间隙、流道格栅密度、艇底水底间距、双泵轴间距等工程应用因素对推进性能的影响,可为某艇喷水推进器的设计、安装与使用等提供合理依据。

摘要： 为探究不同喷口形状的喷水推进器推进性能,以一台轴流式喷水推进器为研究对象,应用计算流体力学的方法针对3种不同形状(平面形、凸面形和凹面形)喷口的喷水推进器进行定常数值模拟,对比分析额定转速与高转速时其不同形状喷口内部流动特征和喷水推进器推力性能,从而寻找最优推力性能的喷口形状.计算结果表明:叶轮转速在不断变化时,平面形喷口的推力性能始终大于另外2种形状喷口的喷水推进器性能;在高于额定转速时,空化发生会影响叶轮做功能力,从而降低喷水推进器推力性能;在额定转速时,平面形和凹面形喷口推力性能较好,但平面形喷口最高轴向速度分布较多;高转速时,平面形喷口受空化影响最小,能够持续提供稳定的动力.研究结果揭示了不同喷口形状对不同转速下喷水推进器的适用性以及喷水推进效能,可为喷水推进器性能优化及设计提供一定的理论依据.

摘要： 为了解吊舱推进器舵角在自航工况下对推进器推进性能的影响,以及是否存在最佳舱角,以使得吊舱推进器达到推进性能最优,以某采用吊舱推进的中型豪华邮轮为对象,在拖曳水池中分别进行设计吃水下的船模阻力试验、吊舱推进器模型敞水试验及设计吃水下的自航试验,试验结果表明,当舵角在基准角小范围变化时,船舶的收到功率变化不大,当舵角持续增加时,则船舶收到功率增加,在一定范围内存在舵角最优值。

摘要： 采用共轴环包式双燃烧室模型,通过数值模拟探讨了尾喷管结构参数对连续旋转爆轰涡喷组合发动机燃烧室及喷管流场结构和性能的影响。采用40%富氧空气为氧化剂,煤油蒸气为燃料,物理模型由外环内径93 mm、外径113 mm、长度85 mm的环形旋转爆轰燃烧室和内腔直径83 mm、长度85 mm的共轴涡喷中心流道组成,计算域包括带有共用等直喷管、独立等直喷管以及2种不同收缩比的拉法尔喷管的连续旋转爆轰涡喷组合发动机的燃烧室和喷管流场。数值结果表明:旋转爆轰燃烧室在发动机带有不同尾喷管时均能够形成稳定自持传播的爆轰波,不同喷管构型对爆轰燃烧室内的流场结构与参数影响较明显。相比于独立等直喷管,对于爆轰波峰值静压与波速的影响上拉法尔喷管起到有效的提升作用,但收缩比的增加会导致预混气喷注不均匀,影响爆轰波自持传播的稳定性;共用等直喷管则轻微地降低了爆轰波峰值静压与传播速度,提高了预混气喷注区域和波头的高度。在该文所选工况下,较大收缩比的拉法尔喷管能明显地改善喷管出口的状态,对发动机的推力与燃料比冲提升最显著,高达16%。

摘要： 为研究塞式喷管对旋转爆震工作特性的影响,针对燃烧室出口是否安装喷管,采用乙烯和富氧空气开展了实验研究.结果表明,安装喷管时,随当量比增加,燃烧室内出现了5种不同的传播模态;其中,转变模态和周期性振荡模态均存在峰值压力的周期性振荡.实验中观察到,未安装喷管的燃烧室内点火后能快速形成稳定的单波模态;安装喷管后,单波模态的起爆过程存在峰值压力振荡向无振荡的转变,而转变模态和周期性振荡模态中,起爆后峰值压力出现了明显且稳定的周期性振荡.与未安装喷管相比,安装喷管的燃烧室推进性能显著提高,推力增加了101.9%;转变模态中,转变为稳定单波后,室压和推进性能均略低于周期性振荡过程,推力下降了7.6%;然而,爆震波峰值压力长期周期性振荡使推力的不稳定性增加,应予以避免.

摘要： 为研究吸收系数对激光烧蚀二硝酰胺铵(ADN)‑丙酮基液体推进剂的推进性能的影响,将ADN液体工质在0~80%区间内,按照10%为等比例间距,与吸收剂充分混合构成不同比例的ADN‑丙酮基液体推进剂。利用近红外光谱仪测量装置对不同比例的ADN‑丙酮基液体推进剂的吸收系数进行测量与计算;在激光能量60 mJ,液膜厚度300μm的工况下,利用高精度扭摆对激光烧蚀不同比例的ADN‑丙酮基液体推进剂所产生的冲量进行测量。实验结果表明:随着ADN含量的增加,吸收系数呈现下降趋势。当ADN含量达到30%时,冲量取得峰值并随后不断下降,当ADN含量达到80%时,冲量又产生一个大幅度上升。分析认为,ADN含量为30%~70%时冲量不断下降主要原因是由于吸收系数的下降导致推进剂所沉积的激光能量变少引起的,而ADN含量为80%处的冲量大幅度上升则是由于吸收系数趋于0的推进剂与基底构成“水炮靶”,激光烧蚀基底容器,推进剂起到约束作用而造成的。

摘要： 在脉冲爆震发动机工作过程中,爆震室压力处于强非定常状态.传统的型面不可调尾喷管与可调尾喷管都无法满足爆震室内压力的高频剧烈变化,进而导致较大的推力损失.为了提升现有脉冲爆震发动机型面不可调增推喷管性能,可以从爆震室中引出爆震燃气,通过无阀自适应控制将该二次流喷射在喷管扩张段,实时调节主流的有效扩张面积比,进而形成流体喷管.针对这种形式的流体喷管,在可爆混合物一定(当量比1.0,初始填充压力为0.1 MPa)的情况下,基于二维数值模拟,研究了不同二次流喷注条件(二次流喷注面积比、位置比)对主流流动状态及发动机推进性能的影响.计算结果表明:二次流的喷注改变了喷管有效流通面积;二次流在喷管扩张段喷注面积比越大,喷管的冲量提升率越大(相对于基准喷管冲量最大提升率为5.25％);二次流喷注位置越靠近喷管喉道处,喷管的冲量提升率越高.

摘要： 为进一步追求螺旋桨最佳的推进性能,以某船用高效桨作为研究对象,通过分析螺旋桨主要参数与水动力学性能之间的关系,在一定的约束条件下调整盘面比Ae/Ao、螺距P、纵斜ZR等主要参数进行优化设计.同时,将优化后的桨进行了敞水和空泡试验验证.结果表明,优化桨在能够保证空泡性能下,其在设计工况点附近的敞水效率较原桨提高近2％左右,综合性能更佳.本文优化方法可为相关船型的螺旋桨优化设计提供参考.

摘要： 为了研究喷水推进船航速及运动姿态对推进特性的影响,采用CFD方法,对不同航速和姿态下的一艘喷水推进三体船进行自航计算.研究发现,在不考虑姿态的变化时,随着喷水推进装置转速的提高,航速提高,喷水推进装置导叶通道内贴近吸力面一侧流动分离减轻,推进性能提高.当航速和转速不变,仅改变运动姿态时,随着艏倾的增大,喷水推进装置入口处船底边界层变厚,动量影响系数减小,流道内流动不均匀性改善,而且推力增加;随着船体吃水深度的增加,喷水推进装置性能变化不明显,而当吃水深度过小时会引发空气吸入,性能将严重下降.这项目研究为喷水推进装置的优化设计及其与船体的匹配提供了有益参考.

摘要： 为研究纳秒激光烧蚀金属工质的推进性能,在约40Pa的背景压力下,采用波长为532nm和1064nm,脉宽为8ns和15ns的Nd∶YAG激光器对金属Al、Fe、Ni、Y进行烧蚀实验,研究了不同激光参数下金属的烧蚀量、比冲、冲量耦合系数和激光能量利用率.研究结果表明,金属的烧蚀量受激光吸收率和金属熔沸点的制约,Fe的烧蚀量最大,Y的烧蚀量最小;高功率密度下(＞2.71×1010W/cm2),Y的烧蚀比冲和激光能量效率最大,而Fe的烧蚀比冲和激光能量效率最小.基于基态原子激发形成等离子体的机制和等离子体对入射激光的屏蔽效应分析了不同金属烧蚀特性变化的原因.研究结果对金属工质靶的选取有一定的参考意义.

摘要： 本文建立了高速水下航行体对转桨推进性能RANS预报方法.分别用定常和非定常方法两种方法进行载体带桨的自航模拟,并在计算方法验证的基础上,分别预报了载体的实尺度阻力和对转桨实尺度敞水性能,然后通过强制自航法得到自航点并分析出自航因子,通过对自航因子的合理性讨论以及定常和非定常计算结果的对比,证明了本文推进性能预报方法的有效性,并认为定常方法是比非定常方法更明智的选择.

摘要： 针对激光烧蚀微推进技术中推进剂微推力偏小,比冲较低的现状,设计了掺杂碳粉的聚叠氮缩水甘油醚(GAP)推进剂.利用低功率半导体激光器,对GAP推进剂的推进性能进行了分析研究,获得了不同脉宽激光辐照下,推进剂的比冲、推力、冲量、烧蚀面积的变化规律.结果表明,激光功率7W,在5ms～50ms脉宽的区间内,随着激光脉宽的增加,冲量和烧蚀孔径增大,比冲和推力减少;其中,当脉宽在20ms-30ms时,由于激光横向烧蚀加剧,激光利用率降低,比冲下降速度明显增大.

摘要： 振动翼作为一种高效率的能量转换装置,既可将水流能转化为机械能实现能量采集,也可作为推进装置实现高效的推进,具有实用性、经济性等诸多的优点,在新能源领域和船舶推进领域具有很好的应用前景.本研究采用CFD方法进行研究,采取展弦比为5的NACA0012翼型进行计算,重点研究了纯升沉运动自由面下水翼的水动力性能,并与含有相同工况的文献进行比较,采用BEM模型对同样振动模式下无界流的水动力性能进行了计算,将上述结果综合起来进行对比,分析出了自由面的存在对于振动翼影响的振动频率范围.最后计算分析了NACA0012的振动频率和推进效率.

摘要： 国内外学者对柔性翼的气动特性进行了大量研究,然而,柔性翼的研究涉及非定常空气动力学、结构力学、材料力学等多学科,非常复杂,同时,对大尺寸扑翼的空气动力学性能研究则较少涉及.为探索大尺寸扑翼的气动特性,丰富实验数据,文章采用旋臂实验的方法,对扑翼模型进行空气动力学测试,研究不同柔度的柔性扑翼对平均推力的影响,优选出产生最大推力的柔度,以期为大尺寸扑翼飞行器的设计提供参考.

摘要： 摆动胸鳍的主被动复合柔性是胸鳍摆动推进模式运动鱼类实现高效率、高机动性、高稳定性、低噪声运动的重要因素.同时,胸鳍摆动推进模式鱼类可利用地面效应有效提升游动速度和推进效率.本项目旨在通过对自然界中仿生原型摆动胸鳍的运动规律深入分析的基础上,研制具备主被动复合柔性特征的仿生机器鱼原理样机,理论与实验分析柔性特征对仿生摆动胸鳍推进性能的影响,实现仿生胸鳍运动的稳定性仿生控制,并初步分析地面效应对摆动胸鳍推进性能的促进作用,为胸鳍摆动推进模式仿生机器鱼的构建与工程应用提供理论依据和方法指导.

摘要： 随着全球经济一体化发展以及节能减排的要求,对开发船型的技术性能指标、能耗指标要求越来越高.rn 本文采用CFD计算分析与模型试验相结合的手段,以快速性能为优化对象,对某超好望角型大型散货船进行了船型优化及模型试验研究.针对本船主尺度及傅氏数的特点,对首尾线型进行了优化设计,首部采用直型艏形式,尾部采用小球尾.通过多方案优化,得到具有较佳阻力性能和推进性能的线型,并通过模型试验得到验证.在此基础上,又进行了船型的升级优化,在增加排水量、加大方形系数的前提下,成功开发出剩余阻力系数更低,阻力性能更佳,同时具有高的推进效率的绿色船型.该船已获多艘实船试航验证.本研究亦是直型艏在低速肥大船中成功应用的早期案例之一.

摘要： 本文对运动帆船进行了介绍,并对国内外运动帆船船体水动力性能研究进展进行了综述,分析了影响包括在内的船体水动力性能的因素,旨在帮助我国运动员及教练员了解整个运动过程中船体的航行姿态响应,为我国帆船运动员训练的科学性提供一定的科学指导.

摘要： 本文对运动帆船进行了介绍,并对国内外运动帆船船体水动力性能研究进展进行了综述,分析了影响包括在内的船体水动力性能的因素,旨在帮助我国运动员及教练员了解整个运动过程中船体的航行姿态响应,为我国帆船运动员训练的科学性提供一定的科学指导.

摘要： 本文对运动帆船进行了介绍,并对国内外运动帆船船体水动力性能研究进展进行了综述,分析了影响包括在内的船体水动力性能的因素,旨在帮助我国运动员及教练员了解整个运动过程中船体的航行姿态响应,为我国帆船运动员训练的科学性提供一定的科学指导.

摘要： 一种提高丁羟推进剂力学性能的方法及制备的丁羟推进剂，在丁羟推进剂中加入阴离子丁羟胶以替代部分自由基丁羟胶，并加入固化催化剂；所述阴离子丁羟胶是指通过阴离子法合成的二官能度端羟基聚丁二烯。推进剂各组份的质量百分比含量为：AHTPB1.0%～10.0%；HTPB1.0%～10.0%；固化剂：0.5%～1.5%；氧化剂AP55.0%～85.0%；金属燃料Al粉：5.0%～20%；增塑剂：1.0%～6%；固化催化剂：0.01%~0.1%等；本发明可显著提高推进剂的力学性能，改善推进剂的工艺性能和老化性能，且不影响推进剂的其他性能，可用于满足各类火箭，战略、战术导弹对推进剂力学性能提出的越来越高的要求。

摘要： 本发明涉及提高固体推进剂力学性能的组合功能助剂及包含该组合功能助剂的固体推进剂，组合功能助剂包括苯胺和安定剂，其中苯胺和安定剂占固体推进剂总质量的百分比含量分别为苯胺0.03％～0.35％，安定剂0.3％～2％；本发明采用苯胺和安定剂的组合功能助剂，改善了界面作用，苯胺中的羟基可进入推进剂网络结构中，调节粘合剂的网络密度，同时苯胺中的苯环为刚性结构，作为硬段可显著提升推进剂强度和模量，从而提高了高能固体推进剂力学性能；同时采用高效安定剂，改善抑制苯胺组合功能助剂与硝酸酯的化学相容性，抑制硝酸酯在弱碱性条件下的分解，起到了进一步提高了推进剂力学性能的作用。

摘要： 本发明提供一种推进剂固体吸附剂吸附性能检测装置及综合性能检测方法，解决目前还没有一种标准的装置或方法，对推进剂固体吸附剂的吸附性能进行综合评价，仅根据厂家提供的吸附参数或指标来选择固体吸附剂，存在一定应用风险的问题。装置包括气路单元、吸附筒、检测单元及回收处理单元；气路单元包括进气管路和出气管路；吸附筒沿推进剂流动方向分为稳流段、吸附段、以及直流段；稳流段为圆台型，入口直径小于出口直径；吸附段内设置有承载内胆；直流段为直筒形；进气管路的一端与气源连通，另一端与稳流段的入口连通；出气管路的一端与直流段的出口连通，另一端与回收处理单元连通；检测单元包括进气浓度检测组件和出气浓度检测组件。

摘要： 一种提高丁羟推进剂力学性能的方法及制备的丁羟推进剂，在丁羟推进剂中加入阴离子丁羟胶以替代部分自由基丁羟胶，并加入固化催化剂；所述阴离子丁羟胶是指通过阴离子法合成的二官能度端羟基聚丁二烯。推进剂各组份的质量百分比含量为：AHTPB1.0%～10.0%；HTPB1.0%～10.0%；固化剂：0.5%～1.5%；氧化剂AP55.0%～85.0%；金属燃料Al粉：5.0%～20%；增塑剂：1.0%～6%；固化催化剂：0.01%~0.1%等；本发明可显著提高推进剂的力学性能，改善推进剂的工艺性能和老化性能，且不影响推进剂的其他性能，可用于满足各类火箭，战略、战术导弹对推进剂力学性能提出的越来越高的要求。

摘要： 本发明涉及提高固体推进剂力学性能的组合功能助剂及包含该组合功能助剂的固体推进剂，组合功能助剂包括苯胺和安定剂，其中苯胺和安定剂占固体推进剂总质量的百分比含量分别为苯胺0.03％～0.35％，安定剂0.3％～2％；本发明采用苯胺和安定剂的组合功能助剂，改善了界面作用，苯胺中的羟基可进入推进剂网络结构中，调节粘合剂的网络密度，同时苯胺中的苯环为刚性结构，作为硬段可显著提升推进剂强度和模量，从而提高了高能固体推进剂力学性能；同时采用高效安定剂，改善抑制苯胺组合功能助剂与硝酸酯的化学相容性，抑制硝酸酯在弱碱性条件下的分解，起到了进一步提高了推进剂力学性能的作用。

摘要： 本发明公开了一种小推力固体推进剂药柱燃烧及推进性能检测试验装置，包括：点火模块、压力燃烧室模块、高速摄影模块、供气模块和处理模块；所述压力燃烧室模块，包括燃烧室,设置在燃烧室的喷管以及带动所述喷管在燃烧室内移动的滑块；所述喷管用于固定固体推进剂药柱；在所述燃烧室内还设置有压力变送器和推力传感器；通过调整所述滑块与推力传感器的相对距离，实现固体推进剂药柱燃烧和推进性能的静态测试和动态测试；所述处理模块，用于根据有机玻璃罩内环境压力、滑块位移及固体推进剂药柱质量，对固体推进剂药柱的燃烧性能和推进性能进行计算。本发明体积小，一体化程度高，能高效、便捷、准确地实现固体推进剂药柱燃烧和推进性能的动态和静态测试。

摘要： 本发明涉及测试点火燃烧特性及推进性能的试验装置，旨在提供测试固体燃料微推进器点火燃烧特性及推进性能的装置。该测试固体燃料微推进器点火燃烧特性及推进性能的装置包括激光器、反应器、真空泵、高速摄影仪、高速测温仪、光纤光谱仪、数据采集卡、同步触发开关和计算机，反应器包括耐压玻璃罩、微推进器固定台架、密封圈、底座、压力表、高敏压力传感器。本发明采用激光点火的方式对推进器中的推进剂进行点火，其点火能量、点火温度及升温速率与实际电阻丝点火基本一致，但成本大大降低，工艺大大简化，且工作稳定性更好，非常适合实验室测试研究工作。

摘要： 本发明公开了一种小推力固体推进剂药柱燃烧及推进性能检测试验装置，包括：点火模块、压力燃烧室模块、高速摄影模块、供气模块和处理模块；所述压力燃烧室模块，包括燃烧室,设置在燃烧室的喷管以及带动所述喷管在燃烧室内移动的滑块；所述喷管用于固定固体推进剂药柱；在所述燃烧室内还设置有压力变送器和推力传感器；通过调整所述滑块与推力传感器的相对距离，实现固体推进剂药柱燃烧和推进性能的静态测试和动态测试；所述处理模块，用于根据有机玻璃罩内环境压力、滑块位移及固体推进剂药柱质量，对固体推进剂药柱的燃烧性能和推进性能进行计算。本发明体积小，一体化程度高，能高效、便捷、准确地实现固体推进剂药柱燃烧和推进性能的动态和静态测试。

摘要： 本发明涉及测试点火燃烧特性及推进性能的试验装置，旨在提供测试固体燃料微推进器点火燃烧特性及推进性能的装置。该测试固体燃料微推进器点火燃烧特性及推进性能的装置包括激光器、反应器、真空泵、高速摄影仪、高速测温仪、光纤光谱仪、数据采集卡、同步触发开关和计算机，反应器包括耐压玻璃罩、微推进器固定台架、密封圈、底座、压力表、高敏压力传感器。本发明采用激光点火的方式对推进器中的推进剂进行点火，其点火能量、点火温度及升温速率与实际电阻丝点火基本一致，但成本大大降低，工艺大大简化，且工作稳定性更好，非常适合实验室测试研究工作。

摘要： 本实用新型涉及测试点火燃烧特性及推进性能的试验装置，旨在提供测试固体燃料微推进器点火燃烧特性及推进性能的装置。该测试固体燃料微推进器点火燃烧特性及推进性能的装置包括激光器、反应器、真空泵、高速摄影仪、高速测温仪、光纤光谱仪、数据采集卡、同步触发开关和计算机，反应器包括耐压玻璃罩、微推进器固定台架、密封圈、底座、压力表、高敏压力传感器。本实用新型采用激光点火的方式对推进器中的推进剂进行点火，其点火能量、点火温度及升温速率与实际电阻丝点火基本一致，但成本大大降低，工艺大大简化，且工作稳定性更好，非常适合实验室测试研究工作。