490N发动机身部局部燃气泄漏时工作状况试验分析

作者：陈泓宇; 吴凌峰; 赵婷; 姚锋; 施浙杭; 陈锐达; 刘昌国^*

来源：推进技术, 2021, 42(08): 1848-1854.

DOI：10.13675/j.cnki.tjjs.200661

• 液体火箭发动机
• 推力室
• 燃烧室
• 失效
• 燃气泄漏
• 工作特性

为了研究身部局部燃气泄漏对490N发动机工作性能及结构的影响,为在轨故障问题分析提供依据,采用490N发动机缩比件,在模拟真空环境下研究喷管扩张段泄漏孔的影响,采用490N发动机在大气环境下研究燃烧室身部泄漏孔的影响。通过试验,获得了泄漏孔的扩展情况、带有泄漏孔的发动机的真空推力、燃烧室压力等试验数据。研究结果表明:在试验条件下,490N发动机喉部出现泄漏孔后,喉部上游泄漏孔面积与喉部面积比值为6.3%,燃烧室压力下降6.9%,两参数数值相当,燃烧室压力不发生明显波动,发动机仍可以输出推力;泄漏孔沿周向基本无变化,沿轴向往喉部下游,扩展速率先增大后减小,分别为0,0.588,0.142,0.067mm/s。在490N发动机缩比件身部面积比14的位置处出现面积占比0.93%的泄漏孔后,发动机在一段时间内推力输出保持稳定,泄漏孔面积占比与泄漏后推力减小比例0.95%,数值相当,且泄漏孔未发生扩展。该结果有效验证了在轨490N发动机身部面积比64的位置处出现面积占比3.2%泄漏孔后,发动机在643s内维持推力稳定输出的可能性,其输出推力相比无泄漏孔状态的推力减小约3%。

• 单位
  上海空间推进研究所