某液体火箭发动机燃气路异常压力脉动分析

针对某液体火箭发动机燃气路内出现的异常压力脉动现象,通过数值仿真获得了螺旋流和分叉流两种流型,提出了两种流型相互切换引起的流动不稳定解释。燃气三通内的螺旋大涡及氢/氧燃气导管内的螺旋流动会引起流阻增大,导致燃气路局部压力跳变。数值仿真、气流试验均复现了燃气路热试过程中的压力跳变现象,获得了燃气路流动稳定性边界。热试结果表明当分流比大于0.5时,燃气路出现异常压力跳变的概率明显增大。数值仿真和气流试验分别表明分流比在0.49~0.58、0.5~0.65范围内会出现两种流型的相互切换,出现异常压力跳变。燃气路的异常压力跳变与燃烧过程及燃烧室压力无关,只与分流比相关。在氢/氧燃气导管内设置十字形挡板不能抑制燃气路的压力跳动现象。经冷态气流试验及热试车验证,整流栅可有效抑制燃气路压力跳变现象。