1。2 固体火箭冲压发动机及其流量调节技术国外研究现状

1。3本文要研究的问题

（1）设计一套包括驱动系统在内的燃气流量调节整体装置，包括喷管、调节阀、驱动件等； 

（2）喉面调节比：Atmax/Atmin≥2。7 ；

（3）采用电机驱动，对高温高压燃气具有良好的密封性和耐烧蚀、抗沉积能，运动调节性能良好； 

（4）绘制全套设计图纸，加工工艺性好； 

  （5）要求具有固体火箭发动机的设计、机械设计和传热学相关知识。

   （6）燃气流量调节系统控制方法设计

传统的控制方法主要是在气流量的非最小相位调整系统，将选择智能控制遗传算法相结合的传统的比例控制，遗传算法优化设计的控制器，因为调整过程中，以减少气体流量的负调，超调，减少了沉淀时间，以达到最佳控制的目的。

2 燃气流量调节原理分析和结构设计

2。1 引言

    壅塞式流量调节技术有很多方式，燃气发生器的本质就一个固体火箭发

机。壅塞式流量调节方的关键就是设计一个能在高温高压下正常工作的调节，随着富燃推进剂的使用燃气发生器产生的燃气中含有大量的铝、硼等金属颗粒，这些金属颗粒会在阀工过程中沉淀在阀体表面上，从改变调节规律。文献综述

2。2 壅塞式流量调节原理分析

2。2。1 壅塞式稳态调节原理

    燃气发生器内推进剂燃烧产生的质量流率为：

                                      （2。1） 

    由燃烧室喷管排除的质量流率为：

                                        （2。2）

    其中， 为喷管喉部面积， 为特征速度。根据火箭发动机原理中的质量

守恒定理有，燃气发生器内燃气的变化率等于燃气的生成量和有喷管排除量差：

                                      （2。3）

     是燃气发生器内燃气质量， 是燃气发生器内燃气生成量， 可以表示为：

 =                              （2。4）

    其中 为燃气发生器内燃气的平均密度， 为燃气在燃气发生器内所占的

体积。对式（2。4）微分可得：

                                       （2。5）

    由（2。5）可以得出燃气发生器内的燃气质量的变化由两部分组成：一部是由燃气的平均密度的变化引起；另一部分是由燃气发生器内自由容积变化引起。自由容积的增大是由推进剂的燃烧引起的，即：

            = =                      （2。6）

    由理想状态方程 代入平均密度的变化式：

   根据假设可知 =0，则原式可变为：

      将式（2。1）、（2。2）、（2。5）、（2。6）、（2。8）代入（2。3）可得燃气发生器的零维内弹道方程：

        = 代表燃气发生器内燃气的净生成量。式（2。9）就是燃气发生器的零维内弹道方程。