宇航学报
2020

运载火箭低温输送系统间歇泉特性及抑制方案探究

毛红威¹,  厉彦忠^1,2,  王磊¹, 谢福寿¹, 王娇娇¹
1.西安交通大学能源与动力工程学院, 710049, 西安
2.航天低温推进剂技术国家重点实验室, 100028, 北京

摘要：

为研究重型运载火箭液氧管道中的间歇泉现象并设计有效的抑制方法，调研分析了不同领域中间歇泉的研究现状及低温领域间歇泉的特点。揭示了低温推进剂管道中间歇泉的动态特性和产生机理，提出了重型运载火箭间歇泉抑制方法。研究表明：1)低温领域发生间歇泉的管道结构参数、热流输入方式、液体性质与其他领域相比有较大不同；2)减压沸腾是间歇泉产生的主要原因，弹状气泡不是低温管道中产生间歇泉的必要条件；3)间歇泉过程中会出现剧烈的压力降低和突增现象，在恶劣工况下压力波动可达兆帕量级；4)根据重型火箭的管路布局方式，可选择氦气注入或者外界热流引起循环流动的方法来抑制间歇泉。