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摘要
氢氧火箭发动机燃烧室壁面热环境十分恶劣，头部气膜冷却是主要辅助冷却手段之一，圆孔头部气膜冷却是重要的设计方案。对圆孔型头部气膜进行了三维数值仿真研究，考虑推力室外部再生冷却的影响，通过全面数值实验分析了气膜流量占比、气膜孔直径和相邻气膜孔面积比等参数的影响，提出一种非均匀分布的圆孔头部气膜冷却方案。结果表明，在氢氧火箭发动机圆孔头部气膜冷却中，存在一个最佳吹风比使得头部区域冷却效果最好，最佳吹风比的值由气膜流量占比和气膜孔直径共同决定，最佳吹风比介于5.454～5.849之间；通过合理的非均匀圆孔气膜结构设计，控制相邻气膜孔面积比在0.6～0.8范围内，采用提出的非均匀气膜孔方案有利于提高燃烧室的整体性能。
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单位北京宇航系统工程研究所; 北京航空航天大学; 北京机电工程研究所
