致密化液甲烷/液氧作为推进燃料性能评价分析

为深入论证致密化低温推进剂带来的收益,系统性地分析了致密化液甲烷/液氧作为推进燃料的综合性能.构建了推进剂贮箱漏热、温升、增压压力、壁厚的动态热力模型,针对不同尺寸的液甲烷/液氧贮箱组合,分析了致密化液甲烷/液氧对燃料停放温升、发动机推力提升、贮箱增压压力降低、贮箱质量减轻的影响.并提出了致密化液甲烷/液氧过冷程度匹配问题,考虑燃料的充分利用与发动机的推力提升,得出了液甲烷/液氧最佳致密化程度的一一对应关系.研究表明,常沸点状态液甲烷/液氧过冷至三相点状态可分别相对减少75.3％与62.4％的增压氦气消耗,同时减轻液甲烷贮箱16％的质量与液氧贮箱31％的质量;推进剂体积流量不变时可获得三相点状态液甲烷所对应液氧最佳过冷温度为73.7K,发动机推力可相对增加3.4％;液甲烷燃料充足时,三相点状态液氧可提升发动机6.9％的相对推力.