2014年推力室基本性能计算大作业
《推力作业设计方案-2023-2024学年科学人教鄂教版》
《推力》作业设计方案一、设计背景《推力》是一款非常受欢迎的益智游戏，通过在不同方向上施加推力，使得物体达到特定目标的游戏。
本作业设计旨在帮助学生通过实际操作和思考，加深对物理学中推力的理解，培养他们的逻辑思维和解决问题的能力。
二、设计目标1. 理解推力的观点和作用；2. 掌握在不同情况下施加推力的方法；3. 提高学生的观察力和分析能力；4. 培养学生团队合作精神。
三、设计内容1. 理论进修：通过老师讲解和教室讨论，进修推力的定义、性质和计算方法。
2. 实验操作：学生分组进行实验，通过不同的实验装置和材料，观察和测量在施加不同推力下物体的运动情况。
3. 讨论分析：学生根据实验结果进行讨论和分析，总结推力对物体运动的影响规律。
4. 案例钻研：学生通过分析实际案例，了解推力在生活中的应用和重要性。
5. 小组合作：学生分组设计并展示一个关于推力的实际应用项目，培养团队合作和创新能力。
四、设计步骤1. 第一阶段：理论进修- 教室讲解推力的观点和作用；- 学生阅读相关资料，准备课前问题，提高进修效果；- 进行小组讨论，澄清疑惑，加深理解。
2. 第二阶段：实验操作- 学生分组进行实验，选择不同的实验装置和材料；- 记录实验过程和结果，分析数据，得出结论；- 学生互相交流实验心得，共同提高。
3. 第三阶段：讨论分析- 小组讨论实验结果，总结推力对物体运动的影响规律；- 学生展示讨论效果，互相评判，形成共识；- 老师进行总结，引导学生深入思考。
4. 第四阶段：案例钻研- 学生通过分析生活中的案例，了解推力的应用和重要性；- 撰写案例分析报告，结合理论知识进行深入探讨；- 学生进行展示和交流，互相进修，拓展视野。
5. 第五阶段：小组合作- 学生分组设计一个关于推力的实际应用项目；- 计划项目内容和实施步骤，分工合作，共同完成；- 学生进行项目展示，接受评审，分享心得体会。
五、设计评判1. 学生通过实验操作和讨论分析，深化对推力的理解；2. 学生通过案例钻研和小组合作，提高了解决问题的能力；3. 学生通过展示和交流，增强了团队合作和沟通能力；4. 学生通过设计反思，提高了创新思维和实践能力。
功和能课后习题答案
ｘ ｌ２
ｇ
－
μ
ｌ１ ｌ１
－ ＋
ｘ ｌ２
ｇ
ｄｘ
＝ ｌ１
ｇ ＋
ｌ２
［（１
＋
μ）ｘｄ ｘ ＋
（ ｌ２
－
μｌ１ ）ｄ ｘ ］
当 ｘ ＝ ０ 时 ，链条速度 ｖ ＝ ０ 积分上式
∫ ∫ ｖ ｖｄｖ ０
＝
ｇ ｌ１ ＋ ｌ２
ｘ
［（１ ＋
０
μ）ｘｄ ｘ ＋
（ ｌ２
－
μｌ１ ）ｄ ｘ ］
得
ｖ＝
ｌ１
ｇ ＋
ｌ２ ［（１
ｖ１
对 Ａ 和 Ｂ 构成的系统 ，由动能定理
－
μ（ ｍ１ ＋
ｍ２ ） ｇｓ
＝
０－
１ ２
（ ｍ１
＋
ｍ２ ） ｕ２
可得摩擦因数
μ
＝
ｕ２ ２ ｇｓ
＝
ｍ２１ ２ ｇｓ（ ｍ１ ＋
ｍ２
）２
ｖ
２ １
＝２
×
９畅８
（５畅６ × １０ －３ ）２ × ０畅５ × （５畅６ × １０ －３
＋
２ ）２
×
５０１２
＝
０畅２
（２）对子弹 ，由于木块对其作功 ，使其速度从 ｖ１ ＝ ５０１ （ｍ ／ｓ）减为零 ，因此根据 动能定理
的问题 ．弹簧弹性力作功是保守力作功 ，机械能守恒 ．本题的关键在于计算弹簧的
动能 ．弹簧上各个质元的速度不同 ，因而其动能也不同 ，这样就需先计算出一个微
元的动能即本题中的
１ ２
（ｄ
ｍ
）
ｖ
２ ｘ
，然后通过积分求整个弹簧的动能
，最后运用机械
能守恒定律求解 ．
数值模拟气／气喷嘴速度比对燃烧性能的影响
数值模拟气／气喷嘴速度比对燃烧性能的影响袁磊;沈赤兵【摘要】为研究应用于全流量补燃循环发动机的不同气／气喷嘴得到的燃烧流场，通过求解 Navier－Stokes方程组，对不同燃料与氧化剂速度比下的流动燃烧过程进行了数值计算，计算结果与实验结果吻合。
仿真结果表明：增加速度比能使燃烧火焰面提前，燃烧效率变大。
如果发动机的长度受到限制，可以适当增加速度比以实现高效燃烧。
%In order to investigate the combustion flow field ofgas/gas injector in full-flow staged combustion cycle engine,the flowing combustion processes of different velocity ratios between fuels and oxidants were numerically simulated by solving the Navier-Stokes equations. Simulation results which agree well with the experimental results show that:the combustion efficiency increases and the combustion flame surface advances along with the increase of velocity ratio;if the length of the engine is restricted,the effective combustion can be achieved by increasing the velocity ratio appropriately.【期刊名称】《国防科技大学学报》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P66-69)【关键词】速度比;气/气喷嘴;燃烧流场;数值模拟【作者】袁磊;沈赤兵【作者单位】国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点试验室，湖南长沙410073;国防科技大学高超声速冲压发动机技术重点试验室，湖南长沙 410073【正文语种】中文【中图分类】V437在全流量补燃循环发动机中，全部流量的氧化剂和燃料事先分别通过富氧预燃室和富燃预燃室燃烧形成燃气驱动涡轮后再进入主燃烧室，在主燃烧室内将是气/气燃烧过程，因此气/气燃烧技术是全流量补燃循环发动机的关键技术［1］。
M14最新800题
1．燃气涡轮喷气发动机中，有些涡轮叶片是空心的，其目的是对叶片进行冷却2．燃气涡能发动机位于涡能上游的导向器的作用：增加流过导向器高温燃气的速度3．航空燃气涡轮发动机中涡轮工作叶片连接到涡轮盘上的最佳方法是：枞树型榫头4．燃气涡轮喷气发动机的涡轮中，两个相邻叶片间的通道是（）形的收敛5．在管环燃烧室中，在（）个火焰筒上装有点火装置6．空气雾化喷咀的特点是：避免局部富油7．在燃气涡轮发动机里，燃烧是在（）条件下进行的压力不变8．为了有效燃烧提高火焰的传播速度，在燃烧室的主燃区混合气的余气系数应：稍小于19．加力式涡能喷气发动机的加力燃烧的目的在于：提高喷管前的燃气温度，使喷气速度增加10．（）压气机对于启动灵活性和改善高空性能有最大的好处。
多转子轴流式11．压气机旋转失速时，失速区的变化规律是：与压气机转速同向且比压气机转速慢12．在压气机进口总温和总压保持不变的情况下，压气机的增压比和效率随压气机转速和流过压气机空气流量的变化规律叫压气机的（）特性流量13．轴流式压气机工作叶轮进口处绝对速度的切向分量叫（）预旋14．轴流式压气机工作叶轮进口处绝对速度的轴向分量于叶轮旋转的圆周速度之比叫：压气机的流量系数15．当压气机的实际流量系数小于流量系数的设计值时，空气流过工作叶轮时，会在叶片的（）处发生气流分离叶背16．轴流式压气机转子的基本结构型式有（）3种鼓式、盘式和鼓盘式17．双转子轴流式压气机提高了涡喷发动机效率是因为：有更高的增压比18．轮盘两侧都有叶片的离心式压气机叶轮是：双面叶轮19．离心式压气机的叶轮分为：单面叶轮和双面叶轮20．描写燃气涡能发动机进气道出口流场分布情况的参数是畸变指数21．进气道的冲压比是进气道出口处的总压于来流静压之比22．在发动机状态监视中，表明涡扇发动机推力大小的参数常用：发动机压力比或低压转子转速23．发动机扭矩可以表征：涡浆，涡轴发动机的输出功率24．发动机假启动（湿冷转）是启动机工作，供油不点火25．为什么点火装置设置有高值和低值输出？保证需要时可靠点燃，又可延长寿命26．对于反馈钢索传递VSV,VBV位置的维护中需要注意什么？定期进行反馈钢索的行程，阻力检查和校装27． VBV,VSV都是防喘机构，它们的工作需要协调，VBV全开，VSV(B角)因该：关（B角小）28． VBV和VSV的反馈部件的作用是：传送VBV,VSV的实际位置到控制部件29如何保证涡轮间隙在发动机的不同状态下为最佳：主动控制30．哪些发动机附件需要空气冷却发电机，点火导线31．我们说FADEC是容错系统，余度控制是指：EEC双通道，多套传感器，通道间相互通信，允许有不重要的故障32.EEC同飞机，发动机有大量接口，其输入：有模拟量，离散量，频率量，数据总线输入33．EEC控制的发动机同飞机的数据通信，目前广泛应用的是：ARINC429数据总线34保证EEC工作正常，通常如何实现元件冷却？冷空气流经EEC带走热量35．双路式喷嘴有中心孔和外圈孔，喷嘴中有什么部件控制孔喷油？增压活门36．涡轮盘一般用镍基合金制造，增加合金中镍元素含量的作用是？增大抗疲劳特性37．涡轮工作叶片常用的材料是？铸造镍基合金38．发动机后安装节连接在那个结构上涡轮框架39涡轮叶片的枞树型榫头同涡轮盘的连接，当涡轮静止时:叶片是活动的40．涡轮框架切向支柱热膨胀引起的应力最小41．为什么涡轮工作叶片和导向器叶片做成扭转的：燃气流沿叶片长度做相等的功42．燃气涡轮发动机涡轮框架支柱有径向的切向的。
M14高效真题合集
1.单转子燃气涡轮喷气发动机本体的主要组成局部是〔〕。
A.进气道, 压气机, 燃烧室, 涡轮和喷管B.气缸, 活塞, 连杆, 气门和曲轴C.扩压器, 静子, 转子, 排气装置D.螺旋桨, 减速器, 涡轮和排气管2.航空燃气涡轮发动机分为〔〕。
A.离心式和轴流式两种类型B.吸气式和增压式两种类型C.冲击式和反力式两种类型D.涡喷, 涡桨, 涡扇和涡轴等类型3.航空燃气涡轮发动机是将〔〕。
A.动能转变为热能的装置B.热能转变为机械能的装置C.动能转变为机械能的装置D.势能转变为热能的装置4.燃气涡轮发动机核心机的 3 个主要组成局部是〔〕。
A.压气机、扩压器和静子B.涡轮、压气机和燃烧室C.涡轮、燃烧室和静子D.转子、静子和扩压器5.双转子发动机的两个转子是〔〕。
A.压气机转子和涡轮转子B.低压转子和高压转子C.风扇转子和低压压气机转子D.高压压气机转子和高压涡轮转子6.涡轮风扇发动机按外涵道气流排出方式分为〔〕。
A.前风扇和后风扇B.短外涵和长外涵C.高涵道比和低涵道比D.螺桨和桨扇7.在双转子涡轮喷气发动机中，低压涡轮带动〔〕。
A.高压压气机B.低压压气机C.高压压气机和低压压气机D.附件传动局部8.燃气发生器是由〔〕组成的。
A.压气机, 燃烧室和涡轮B.气缸和活塞C.静子和转子D.螺旋桨和减速器9.在双转子涡轮风扇发动机中, 高压转子的转速〔〕低压转子的转速。
A.等于B.大于C.小于D.稍低于10.齿轮泵作为发动机燃油系统主泵，供给发动机多余的燃油通过旁通活门回到：A.油箱B.附件齿轮箱C.主级泵进口D.增压级进口11.单油路雾化喷嘴，什么状况下供给良好的雾化质量？A.低燃油压力下B.中等燃油压力下C.各种燃油压力下D.高燃油压力下12.对于燃油泵，按供油增压原理可分为〔〕。
A.齿轮泵和柱塞泵B.齿轮泵和容积式泵C.叶轮式泵和容积式泵D.叶轮式泵和汽心泵13.发动机燃油系统中的油滤旁通活门何时翻开？A.油滤开头堵塞时B.油滤压差电门闭合，指示灯亮时C.油滤前、后压差到达预定值时D.油滤大局部堵塞时14.依靠泵元件的相对运动交替转变自由容积的泵是：A.叶轮式泵B.容积式泵C.离心泵D.滑油泵15.〔〕不属于燃油系统中的一个部件。
单推-3推进剂、低铱催化剂推力室特性试验
单推-3推进剂、低铱催化剂推力室特性试验摘要：本文旨在探讨3推进剂和低铱催化剂推力室的特性。
具体而言，实验研究了不同推力室中的推进剂组合及其对推力室特性的影响，尤其是推力、比冲、可重复性和稳定性。
此外，该实验还发现，减少空气阻力可以有效提高发动机性能。
最后，根据受试者得出的结果，为不同推力室提供了确定最优性能的建议。
关键词：3推进剂；低铱催化剂；推力室；推力；比冲；空气阻力正文：本文使用三种推进剂和低铱催化剂，以研究推力室的性能特性。
实验室前部的低铱催化剂主要用于推进剂的混合，而推力室的后部则由三个单独的推进剂组成，它们是氢气、双氧水和乙醇。
为了检验推力室的性能，我们试验了不同的推力室结构，并测量了不同推力室中分别释放每种推进剂的比例。
接下来，我们进一步采取了一系列措施来测量推力室的推力大小、比冲（Isp）、可重复性和稳定性。
实验结果表明，发动机性能主要取决于空气阻力的大小，释放的推进剂的类型和比例以及燃烧室的尺寸。
另外，也发现减少空气阻力有助于改善发动机性能，特别是最大推力和比冲。
因此，根据实验中得到的结果，为不同推力室提供了确定最优性能的建议。
通过研究3推进剂和低铱催化剂推力室的性能特性，人们可以做出有效的决策来改善发动机的性能，使之更适合不同类型的应用。
例如，释放的推进剂组合和比例可以在某种程度上影响推力室的性能，因此可以根据应用需求来调整推进剂比例以获得更高的推力，或者增加比冲来实现长时间燃烧。
此外，减少空气阻力也是一个有效的改进手段，可以有效提高发动机性能。
例如，可以通过改进分布器来减少空气阻力；另一方面，可以采用不同的分流结构、改变燃烧室的尺寸以及优化内部结构来降低空气阻力。
此外，空气冷却材料的选择也有助于降低发动机的空气阻力，帮助提高发动机性能。
因此，研究3推进剂和低铱催化剂推力室的性能特性会大大有助于改善发动机的性能，从而满足不同应用的需求。
除了通过调整推力室参数来改善性能外，研究推力室的性能也可以提供有关火箭发动机的重要信息。
四氧化二氮-一甲基肼推力室研制
四氧化二氮-一甲基肼推力室研制本文介绍了使用四氧化二氮-一甲基肼推力室（NTO-MMH）作为主要组成部分研制的新型可靠推力室的设计及其对推力室性能的影响。
首先，讨论了NTO-MMH作为推力室关键组件的特性，包括燃烧室容积、推力室壁厚度和热工性能;其次，详细介绍了新型推力室的性能测试结果，尤其是发动机的推力、声压和时间响应等参数的表现;最后，讨论了多种不同参数设计及其在性能方面的对比，最终证明使用NTO-MMH作为推力室关键组件的新型推力室具有优异的可靠性。
摘要本文介绍了一种使用四氧化二氮-一甲基肼推力室（NTO-MMH）作为主要组成部分研制的新型可靠推力室的设计及其对推力室性能的影响。
讨论了NTO-MMH作为推力室关键组件的特性，并详细介绍了新型推力室的性能测试结果，讨论了多种不同参数设计及其在性能方面的对比，最终证明使用NTO-MMH作为推力室关键组件的新型推力室具有优异的可靠性。
关键词：推力室；四氧化二氮-一甲基肼；可靠性；性能尽管四氧化二氮-一甲基肼推力室（NTO-MMH）在可靠性和性能上让新型推力室有了显著改进，但它仍然存在应用环境限制。
首先，四氧化二氮-一甲基肼具有相对较低的催化活性，因此在燃烧时限制了推力室的充分燃烧过程；其次，NTO-MMH需要非常特殊的储存条件，且也不能在温度很高的情况下使用，否则会破坏推力室的结构。
此外，NTO-MMH的使用也可能会导致推力室的损耗减小，如果损耗减少到一定程度，可能会影响推力室的性能。
因此，要正确应用NTO-MMH，首先要考虑其特性，并考虑其储存条件，以便在使用过程中保证其可靠性；其次，还要通过多种试验和模拟，验证其可靠性。
此外，还要考虑推力室的整体性能，以便保证其可靠的操作性能，以及在应用中的可靠性，确保其安全性。
最后，必须要考虑推力室的整体耐久性，以保障其在超载情况下的可靠性和耐久性。
使用NTO-MMH作为推力室关键组件，应用起来也有一些技术难题需要解决，特别是考虑到它的易燃性。
火箭发动机课件2014
冲压发动机模式： Ma>3
按结构布局分为：串联式布局和并联式布局
串联式布局的TBCC
并联式布局的TBCC
特点
利用空气中的氧，能自主起飞和着陆，飞行轨迹灵活
潜在用途
轨道飞行器的第一级动力系统 低成本高速飞行试验平台的动力系统 高速侦察机的动力系统 高速巡航导弹的动力系统
1.4.2火箭基组合循环发动机(RBCC)
一种典型的RBCC方案
1.4.3涡轮基组合循环发动机（TBCC） TBCC(Turbine Based Combined Cycle) 定义：将涡轮或涡扇发动机和冲压发动机组合起来形成 的具有多种工作模式的发动机。
涡轮或涡扇发动机模式：起飞或加速段，Ma≤3
1.4.2火箭基组合循环发动机(RBCC) RBCC(Rocket Based Combined Cycle) 定义：将传统的火箭发动机和吸气式发动机组合在一起, 形成的具有多种工作模态的发动机，在不同的飞行阶 段启用不同的飞行模式，以达到发动机的最佳性能。 火箭引射模态：Ma<3 亚燃冲压模态： 3<Ma<5 超燃冲压模态：6<Ma<10 纯火箭模态： Ma>10
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1.4 组合发动机
1.4.1 固体火箭冲压发动机(SDR)
SDR(Solid Ducted Rocket)
燃气发生器 助推器 尾喷管
进气道
点火器
冲压燃烧室
整体式固体火箭冲压发动机示意图
非整体式固体火箭发动机示意图
SDR分为整体式固体火箭冲压发动机(ISPR—Integral Solid Propellant Ramrocket)和非整体式固体火箭冲压发动机。 整体式：固体助推器和冲压发动机共用一个燃烧室 非整体式：助推器自成一体，与冲压发动机无关， 其可与固体火箭冲压发动机串联或并联， 也可装于补燃室内，工作完抛出。
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1 2014年推力室基本性能计算大作业：根据计算数据，在不同比热比k （1.1~1.3）值下，分别绘制如下两张曲线图：（1）喷管面积比e t A A 随膨胀压强比c e p p （10~10000）（或e c p p ）变化的系列曲线；
（2）喷管膨胀压强比c e p p （或e c p p ）随面积比e t A A （1~100）变化的系列曲线。
要求给出相应结果数据列表。
（可参考教材第一分册图2-4和表2-2）
作业要求：
•自主完成计算机程序的编制（计算程序要求用Ｃ或Fortran 语言，作图软件自行选择）。
•完成作业报告，包括理论方法、公式推导、程序设计、计算的原始数据、结果与分析、结论、参考资料等信息。
•网上提交程序文件（源程序和可执行文件）和报告电子版文件。
•提交作业最后期限见网上说明。
•作业抄袭者，一经老师认定，作业成绩为零分，责任自负。
•鼓励大家就问题相互研究讨论。