1.技术介绍及特点
新型液氧/煤油火箭发动机采用燃烧、传热与结构耦合设计平台设计,集成了高温合金 3D 打印技术、C-SiC 复合材料喷管技术、新型同轴射流喷嘴技术等多种先进技术。 3D 打印技术的发展,给发动机冷却系统与结构的设计带来了革命性的变化。冷却通道形状与布置方式的设计不再受制于传统工艺的束缚,发动机结构也可以通过计算机辅助设计得到最大程度的优化。团队充分利用 3D 打印带来的便利,针对性地发展了一种发动机燃烧、传热与结构耦合设计方法,完成了发动机冷却系统与结构的优化设计,研制成功高温合金 3D 打印液氧煤油发动机原理样机(图1a),并完成了一系列长时间地面考核试验(图 1b)。
基于 CFD 辅助设计提出了一种基于“龙卷风”自引射原理的双组元旋流喷嘴(图 2),在射流出口中心形成一个负压区,把两种流体吸入并充分混合,从而实现高效混合与稳定燃烧。