燃气发生器点火接力过程对发动机起动性能的影响

姜 垒，刘 上，刘志让，韩红伟

(1.液体火箭发动机技术重点实验室，陕西 西安 710100； 2.航天推进技术研究院，陕西 西安 710100)

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保证液体火箭发动机安全可靠地起动是发动机研制和使用过程中的重要难题。某开式循环液氧煤油发动机采用强迫方式起动，在起动过程中，火药起动器与燃气发生器需接力工作，燃气发生器点火过早，易造成涡轮泵转速等参数超调较大；燃气发生器点火过晚，则涡轮泵供给功率不足，发动机起动加速减缓。另外，该发动机系统无起动涡轮，火药起动器与发生器在涡轮入口前存在相通容腔，燃料过迟进入发生器，则发生器中积存的氧化剂会与高温富燃的火药燃气进行反应，使得流入涡轮的燃气温度过高，导致涡轮喷嘴烧蚀。本文针对上述风险问题，对发动机起动过程开展研究，分析燃气发生器点火接力过程对发动机起动性能的影响，为发动机起动时序的制定提供一定借鉴意义。

国内外对于液体火箭发动机起动过程的瞬态仿真进行了大量研究。Binder建立了RL 10A—3—3A发动机的动态仿真模型，且仿真结果得到了试验数据的验证[1]。日本在研制发动机LE-X过程中开展了大量瞬态特性仿真工作，并基于仿真模型制定了发动机工作时序[2-3]。国内学者对补燃循环液氧煤油发动机[4-8]、氢氧发动机[9-11]、上面级发动机[12-14]等类型发动机开展动态仿真研究，获得了较多有价值的成果。本文研究的发动机系统中火药燃气与液氧存在反应的可能性，另外，在发生器与火药起动器共同工作时，需考虑火药燃气与发生器流出的富燃燃气的混合，国内外对此研究较少。……