液体火箭发动机技术国家级重点实验室2021年度对外开放项目指南

人工智能技术与咨询

国家级重点实验室

简介

西安航天动力研究所液体火箭发动机技术国家级重点实验室瞄准面向航天运输系统对液体火箭发动机技术的需求，重点开展基础性、创新性和重大关键技术的预先研究和基础理论研究，在支撑型号研制攻关、突破重大机理问题、探索新型动力方案、拓展应用领域等方面发挥了至关重要的作用。

指南内容

项目一：3D打印通道内火箭煤油流动换热特性研究

研究目标

针对3D打印材料在火箭发动机再生冷却通道上替代应用背景，开展3D打印和机加工金属矩形通道与圆通道内火箭煤油的流动换热特性研究，获得火箭煤油在3D打印通道内的流动换热规律，并与相同尺寸规格的机加工通道内的火箭煤油的流动换热特性进行对比，揭示3D打印金属材料对火箭煤油流动换热的影响，验证3D打印材料在火箭发生机再生冷却通道上替代应用的可行性，并为其进一步发展应用奠定基础。

研究内容

1. 设计3D打印和机加工矩形通道与圆通道，改造火箭煤油试验装置应用于本项目试验研究；

2. 3D打印矩形通道与圆通道内的火箭煤油流动换热试验研究；

3. 机加工矩形通道与圆通道内的火箭煤油流动换热试验研究；

4. 以上4种管道的流动换热性能对比，并拟合换热关联式。

考核指标

1. 出口压力≮2MPa，管内流速6~12m/s，壁面热流密度5~15MW/m2，流体温度常温~180℃；

2. 矩形通道截面尺寸：3.6×4.0mm；圆管截面直径：3.77mm；

3. 机加工与3D打印金属材料：GH4169或GH202；

4. 单个管道工况数≮9。

成果形式

报告1份

论文2篇

专利2项

资助经费：45万

研究周期：2年

项目二：可重复使用火箭发动机关键部组件寿命设计理论与方法研究

研究目标

传统以性能为主的一次性使用液体火箭发动机设计方法完全不能适用于可重复使用火箭发动机。重复使用对发动机性能、寿命、可靠性、维修性及成本等方面有更高的技术要求，需要在设计阶段就全面、系统地梳理可重用火箭发动机技术体系，综合考虑设计参数对多目标的影响，以便得到更合理的优化设计方案。因此，通过开展在强振动、大循环载荷作用下发动机关键部件的失效机理研究，建立准确的寿命预测模型，并形成工程实用的设计方法及设计准则，为完善可重用火箭发动机理论体系和技术体系奠定基础。

研究内容

1. 可重复使用火箭发动机关键部组件典型失效过程机理研究；

2. 可重复使用火箭发动机关键部组件寿命模型研究；

3. 可重复使用火箭发动机关键部组件寿命设计方法研究；

4. 可重复使用火箭发动机关键部组件长寿命设计方法及试验验证。

考核指标

1. 发动机关键部件结构动力学模型准确性，要求模态试验、仿真分析前3阶模态和“关键”模态频率误差小于5%；

2. 发动机关键部件寿命预测模型及评估方法准确性，要求预测寿命与试验寿命相对误差不超过3倍分散带。

成果形式

报告1份

论文2篇

专利2项