液体火箭发动机液流试验系统集合器结构优化

石睿捷 宋 戈 马航远 付 豪

液体火箭发动机液流试验系统集合器结构优化

石睿捷 宋 戈 马航远 付 豪

（北京航天动力研究所，北京 100076）

为了实现液体火箭发动机高压液流试验系统管路出口集合器的结构设计优化，以某液流试验系统管路出口集合器为研究对象，利用三维建模和仿真分析的方法，对设备强度和焊缝强度进行了应力分析，找出了导致强度不足的主要因素，并进行了结构优化，提出了一种校核计算方法，显著提升了管路出口集合器的承压强度，广泛应用于液体火箭发动机液流试验系统。

仿真分析；设备强度；焊缝强度；应力分析；结构优化

1 引言

在液体火箭发动机研制过程中，推力室、阀门、汽蚀管等组件需要进行液流试验。随着液体动力系统运载能力不断提高，液流试验系统压力、流量达到新的量级，工况复杂多变，被试产品种类多样，造成了流体状态的不稳定、试验系统压力较大。若设备承压能力不足，严重情况下会造成流体冲破承压边界，造成流体泄漏，影响系统、试验产品的安全运行，甚至影响操作人员的生命安全。液体火箭发动机液流试验系统一般通过管路出口集合器与试验产品对接，出口集合器具有改变流体流向同时满足多软管并联给液安装要求的功能，因此管路出口集合器的强度对产品的安全试验和操作人员的生命安全尤为重要。目前液流试验系统常见的管路出口集合器一般由管道、封头、三通、接管咀等管件组成，其结构形式如图1所示。……