液氧箱自生增压试验研究

【摘要】：液体运载火箭推进剂贮箱必须带有增压系统，目的是能把温度极低的高能液体推进剂从其贮箱按一定的压力输送到发动机输液泵以至燃烧室，满足泵的净正抽吸压头或燃烧室喷嘴前压力要求。由于在增压过程中贮箱内有复杂的热量和质量交换，难以通过理论进行预测，因此试验研究非常重要。目前我国低温液体火箭一般采用气瓶贮气加温增压、液体气化增压、化学增压等，这几种增压方式要求火箭附带高压钢瓶和加热器等附件。新一代液氧煤油运载火箭为减小火箭自重，减化操作系统，增加运载能力和发射可靠性，提出了液氧箱自生增压方案的研究。 本文首先简要回顾了运载火箭发展的历史和各国运载火箭的研究水平，同时展现了火箭推进剂增压系统的发展历史和现状。然后对液氧箱自生增压方案进行了技术路线探讨，提出理论研究和模拟试验方案内容。接着，介绍了各期液氧箱自生增压模拟试验的试验装置及其改进，对各组试验的试验现象和数据进行了分析和对比，提出了影响增压输送液氮稳定性和增压气体消耗量的因素，讨论了试验装置改进的有效性，并对二氧化碳、水蒸汽在液氮中的溶解特性和结晶特性进行分析总结，提出进一步开展液氧箱自生增压试验研究和理论研究的方案。最后总结全文，希望可以进一步进行试验研究和理论研究，把液氧加热气化增压输送方案和富氧燃气增压输送方案应用到实际工程中，为新一代液氧煤油运载火箭解决关键技术之一。