液体火箭发动机设计复习题
复习题参考答案_液发,2、3、4、5、6章
贮气系统、液体气化系统、化学反应系统。（文献[1]2.2.1 小节） 5 挤压式供应系统中，贮箱增压压力的确定？
贮 箱 增 压 压 力 等 于 室 压 、 供 应 系 统 压 降 、 推 进剂 液 柱 压 力 三 者 之 和 。 （ 文 献 [1]2.4.4 小 节 ， 公式 （2.29）） 6 泵压式系统贮箱增压压力的确定?
按自身的构造分为闭式、半开式和开式。 闭式叶轮由前盖板、后盖板与叶片围成。 半开式叶轮无前盖板，容积损失较大，但加工较简单。 开式叶轮无前、后盖板，容积损失很大，但加工简单。开式叶轮的叶片要采用高强度材料才能满足强度要 求。
叶轮与轴的连接方式有花键连接、平键连接以及螺纹连接。 （文献[1]5.3.3 小节） 3 泵壳体包括入口装置和出口装置，泵的入口装置有哪几种型式？泵的出口装置有哪几种型式？ 泵的入口装置有下列几种形式： a.轴向；b.径向；c.环形；d.半螺旋。 泵的出口装置有下列几种形式： a.无叶片环形扩压器；b.环列叶片环形扩压器；c.蜗壳形集液器；d.锥形扩压器。 （文献[1]5.3.3 小节） 4 涡轮工作叶片与轮盘有哪几种联接方式？涡轮盘与轴有哪些联接方式？试以简图表示并指出其优缺点。 涡轮工作叶片与轮盘的联接方式：a.整体结构；b.焊接；c.插入式连接。 简图见文献[1]图 5.36。 插入式连接最大的优点是便于更换叶片。同时，叶片和轮盘之间存在一定的间隙，这个间隙对于叶片的振 动起到一定的阻尼作用。但这种转子的结构较复杂。 整体式转子重量轻、结构简单，叶片自振频率高，强度好，工艺性好。但用电解加工方法加工的叶片表面 有严重的电化学腐蚀现象，需要对其表面进行抛光处理，以提高其疲劳寿命。 焊接式转子结构较简单，再加工量少，连接部分的尺寸小，且重量轻，热传导好。但叶片与轮盘之间有小 间隙存在，这是焊接转子热疲劳破坏的潜在疲劳源。
运载火箭设计规范与标准试题考核试卷
3.轨道插入是火箭达到预定轨道的过程，对任务成功至关重要，因为它决定了卫星或载荷能否进入正确的轨道位置。
4.火箭回收通过减少一次性使用部件，降低发射成本，提高发射频率，从而提高发射效率。
（）
3.运载火箭的_______阶段是火箭速度最快，受到气动加热最严重的阶段。
（）
4.火箭的_______系统负责将火箭的推力转化为飞行所需的动力。
（）
5.火箭燃料的选择对其_______和_______有重要影响。
（）（）
6.运载火箭的_______是指在火箭飞行过程中，对火箭飞行方向和姿态的控制。
17.下列哪种类型的运载火箭适用于小型卫星发射？（）
A.大型液体火箭
B.小型固体火箭
C.中型混合火箭
D.大型固体火箭
18.下列哪个单位用于衡量火箭发动机的推力？（）
A.千克力
B.牛顿
C.千牛
D.吨
19.下列哪个部件是运载火箭的返回舱所需配备的？（）
A.发动机
B.热防护系统
C.飞行控制系统
D.燃料箱
20.在运载火箭设计中，下列哪种设计方法可以提高火箭的运载能力？（）
A.铝合金
B.钛合金
C.镍基高温合金
D.碳纤维复合材料
3.运载火箭的飞行控制包括以下哪些方面？（）
A.稳定性控制
B.轨道控制
C.动力控制
D.着陆控制
4.以下哪些因素会影响火箭的发射窗口？（）
A.目标轨道
B.发射场的位置
C.天气条件
D.卫星任务要求
5.下列哪些是运载火箭的主要组成部分？（）
液体火箭发动机设计实例
• 第5步，选择燃烧室材料，计算壁厚
• 燃烧室侧壁厚度必须能够承受高温燃气造 成的内部高压，燃烧室壁还必须具有冷却 系统。燃烧室壁还必须满足焊接的工艺需 求。
• 一个小型水冷燃烧室的典型材料是铜，允 许工作压力是约 8000磅。
• 由于室壁为圆柱壳体，在壁上的允许的工作压力S 是由下式决定。
• 其中 • P 是在燃烧室的压力（忽略冷却液压力壳外） • D 是圆柱体的平均直径 • tw是筒壁厚度。
• 第8步 计算冷却通道
– 燃烧室壁和外套之间的环形流道的大小必须能 容纳流速达到9米/秒的冷却水。这个速度是由 流道尺寸决定，如下：
– VW = 9米/秒，WW=0.775磅/秒，ρ=62.4 lb/ft3， 环形流道面积A：
–
– 其中，D2是外套的内径，D1是燃烧室的外径，鉴 于
– 再代入上述方程：
– 每加仑汽油有六磅，则雾化喷嘴流量的要求是 每分钟0.22加仑（Gpm）。 现在可以从供应商 的产品中选择，喷嘴材料选择黄铜，以确保足 够热量能从喷注器传入推进剂。
– 采用撞击射流式喷注器，所需的喷注器孔的数 量和大小如下：
– 燃油喷射流面积由公式（25）得出：
– 我们将假设流量系数Cd= 0.7，喷注压降100磅。 汽油的密度大约是44.5 lb/ft3，使：
• 因此雾化喷嘴一直对业余爱好者有较强的吸引力。
• 对于工业成品雾化喷嘴，业余只需要根据发动机的 设计，确定所需的大小和喷雾特性，然后可以用较 低的成本购买。
• 强烈建议制作业余火箭发动机使用第二种喷注器。
• 第10步 计算汽油喷嘴
– 这种小型火箭发动机的燃料喷注器是一个工业 成品75°雾化角喷嘴。所需的喷嘴的型号由燃 料流量决定。
火箭发动机原理复习提纲
火箭发动机复习提纲1、火箭发动机主要组成？工作过程？优、缺点？2、掌握表征火箭发动机性能的各主要参数的定义、计算公式、影响因素等，如推力（真空推力、特征推力、等效喷气速度）、推力系数、比冲、总冲、特征速度、工作时间、燃烧时间、点火延迟时间、冲量系数等。
13、按照推进剂的细微结构分类，双基推进剂和复合推进剂各属于什么推进剂？各自的基本组元？它们稳态燃烧过程的主要区别是什么？4、推进剂的燃速？常用的燃速公式？推进剂的燃速特性？确定燃速特性的主要方法？燃速与哪些因素有关？何谓燃速的温度敏感系数？25、液体火箭发动机推进剂供应系统的分类？泵压式的开式和闭式循环？各循环的工作原理图？6、何谓固体推进剂“几何燃烧规律”（或称“平行层燃烧规律”）？7、试证明喷管工作在完全膨胀（P=a P）状态时产e生的推力最大。
而为什么高空工作的二、三级喷管采用欠膨胀？38、掌握固体推进剂中双基推进剂的多阶段燃烧模型和复合推进剂的多火焰燃烧模型，以及固体推进剂的侵蚀燃烧现象和产生侵蚀燃烧的机理、判断准则、预防措施等。
9、喷管流动中的主要损失有哪些？产生二相流损失的主要原因？410、掌握固体火箭发动机热力计算（包括燃烧室热力计算和喷管热力计算）的主要任务、计算模型和主要的计算步骤等。
11、何谓平衡压强？试用图解法讨论平衡压强的稳定性条件？为了满足这个稳定性条件，对推进剂燃速特性（如nr=）应有什么要求？ap12、计算题，以固体火箭发动机性能参数和内弹道5性能计算为主，注意以下几点：（1） 熟记固体火箭发动机性能参数计算的一些简单公式（见P28，图2-13）。
（2） 熟记内弹道计算的平衡压强公式，并掌握影响平衡压强的主要因素（3） 计算中注意公式中各参量的单位及单位的换算，以确保计算结果的正确性。
67 例题名词解释：液体推进剂的混合比：是氧化剂质量流率与燃烧剂质量流率之比，即f o m /mk =。
相对比冲损失系数：发动机的比冲损失值与理论比冲间的比值。
火箭动力学考试试题及答案
火箭动力学考试试题及答案一、选择题1. 火箭被称为宇航飞行器的重要一环，最主要的作用是什么？A. 运送货物到国际空间站B. 进行载人航天任务C. 进行卫星发射任务D. 进行科学研究任务答案：C. 进行卫星发射任务2. 火箭是一种什么类型的动力机械？A. 内燃机B. 风力机械C. 电力机械D. 推进机械答案：D. 推进机械3. 在火箭发射过程中，燃烧室中产生的高温高压气体通过哪个组件排出？A. 导弹发射架B. 燃烧室喷管C. 导弹导航系统D. 火箭发动机答案：B. 燃烧室喷管4. 火箭发动机的推力可以由哪个因素决定？A. 燃料质量B. 燃烧时间C. 发动机尺寸D. 高温气体流速答案：D. 高温气体流速5. 火箭动力学是研究火箭在运行过程中的哪些力学问题？A. 质量、力和加速度B. 引力、运动和速度C. 重心、平衡和稳定性D. 飞行器、旋转和姿态控制答案：A. 质量、力和加速度二、简答题1. 请简要介绍火箭的基本组成部分。
答：火箭的基本组成部分包括以下几个方面：- 火箭发动机：负责产生推力的装置，通常由燃料和氧化剂的混合物在燃烧室中燃烧产生高温高压气体，通过喷管喷射出来，产生反作用力推动火箭运动。
- 容器结构：用于承载和保护火箭发动机和其他组件的器件，通常由轻量化的材料制成，如高强度合金或复合材料。
- 操纵系统：用于控制火箭的飞行姿态和轨迹，包括姿态控制推力装置、舵面、陀螺仪等。
- 燃料系统：供应燃料和氧化剂给火箭发动机，通常包括燃料和氧化剂的贮存装置、供给系统和喷射系统等。
- 电力系统：提供火箭所需的电能，用于操纵系统、通信系统、仪器测控等。
- 控制系统：包括自动控制和人工控制两种方式，用于监测和改变火箭状态，保证飞行安全和任务完成。
2. 火箭的推力是如何产生的？请简要描述推力产生的基本原理。
答：火箭的推力是通过燃烧燃料和氧化剂产生高温高压气体，并通过喷管喷射出来产生的。
推力产生的基本原理是根据牛顿第三定律，即作用力与反作用力大小相等、方向相反。
火箭发动机试验与性能评估试题考核试卷
D.火箭速度
4.火箭发动机推力的大小主要取决于（）
A.发动机的燃烧温度
B.发动机的燃烧压力
C.推进剂的流量
D.发动机的质量
5.下列哪种试验可以评估火箭发动机的燃烧效率（）
A.热效率试验
B.推力试验
C.燃烧室压力试验
D.燃烧产物成分分析
6.火箭发动机推力与燃烧室压力的比值称为（）
A.比冲
B.效率
火箭发动机试验与性能评估试题考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.火箭发动机试验中最常用的推进剂组合是（）
13. ABC
14. ABC
15. ABC
16. ABC
17. ABC
18. ABC
19. ABC
20. ABCD
三、填空题
1.动力
2.速度/流速
3.理论燃烧热/化学能
4.推力/燃烧室压力
5.比冲/推力系数
6.长时间运行试验/跌落试验
7.泵/压力容器
8.结构损坏/燃烧不稳定
9.收敛-扩张型/直管型
10.隔热材料/金属材料
A.液氢/液氧
B.煤油/液氧
C.固体燃料/液体氧化剂
D.液态甲烷/液氧
2.火箭发动机的比冲是指（）
A.发动机推力与耗燃料质量的比值
B.发动机推力与耗燃料流量的比值
C.发动机推力与耗燃料时间的比值
D.发动机推力与燃料燃烧温度的比值
3.以下哪个因素不会影响火箭发动机的性能（）
运载火箭多学科优化设计考核试卷
四、判断题
1. ×
2. ×
3. √
4. ×
5. √
6. √
7. ×
8. √
9. ×
10. ×
五、主观题（参考）
1.运载火箭多学科优化设计的主要目标是提高火箭的性能、降低成本、增强可靠性。基本过程包括需求分析、设计优化、仿真验证和实验评估。
2.推力矢量控制通过改变喷嘴方向来调整推力方向，用于火箭的姿态控制和飞行轨迹调整。在火箭飞行中，推力矢量控制确保火箭稳定飞行和准确入轨。
A.网格搜索
B.遗传算法
C.线性规划
D.梯度下降
11.在运载火箭设计中，以下哪个因素对结构强度影响最大？（）
A.火箭直径
B.火箭高度
C.燃烧室压力
D.推力大小
12.下列哪种技术可用于降低运载火箭的制造成本？（）
A. 3D打印
B.焊接技术
C.超精密加工
D.高强度材料
13.运载火箭的发射窗口主要受以下哪个因素影响？（）
（）（）
4.在运载火箭的设计中，为了减小空气阻力和提高飞行稳定性，常常采用______形状的头部。
（）
5.运载火箭的______系统负责将燃料和氧化剂输送到发动机燃烧室。
（）
6.火箭发动机的喷嘴设计主要影响______和______。
（）（）
7.运载火箭在发射前需要进行______和______测试，以确保其性能和安全。
4.以下哪些技术可以用于提高运载火箭的运载效率？（）
A.空气动力优化
B.发动机效率提升
C.结构轻量化
D.电子设备升级
5.在运载火箭的多学科优化设计中，以下哪些方法可以用于减少计算量？（）
A.代理模型
火箭发动机专业综合实验(2.2.3)--典型实例——火箭发动机通用喷管实验系统习题答案
1.什么是气蚀文氏管？文氏管是先收敛后扩散的管子，在其中流动的是液体，一般液体流动是在喉部不产生汽蚀。
若在工作时喉部截面以后产生稳定的汽蚀区，则称为汽蚀文氏管。
所谓汽蚀就是在液体流动时，当其压力低于液体当地温度下的饱和蒸汽压时液体汽化出大量气泡的现象，此时为汽液混合流动。
2.塞式喷管的构成、主要结构参数的定义。
目前的塞式喷管一般是由内喷管（也称为主喷管或侧喷管）、塞锥和底部三部分组成的。
不论塞式喷管的类型如何，都可以将燃气流的膨胀过程分为内膨胀和外膨胀两部分。
内膨胀3.塞式喷管自动高度补偿的机理由于塞锥独特的结构特点，使得塞式喷管具有高度补偿能力。
主流在塞锥上的流动外边界是一个自由压力边界，它受外界反压影响较大。
在工作压比等于或大于设计压比时，塞锥上的流动仍然是膨胀流动，膨胀程度由内喷管出口点发出的扇形膨胀波簇来决定，在理想塞锥型面条件下，膨胀波簇传播到塞锥壁面时会被消去而不发生反射，如图1.5(a)。
此类工况下的塞式喷管推力特性与钟形喷管是相同的。
在低于设计压力比的工况下，燃气流在没有达到塞锥终点时就已经膨胀到环境压强，在随后的流动中，由于塞锥壁面的偏转以及外界反压的作用使得流动过程受到压缩，产生的压缩波到达自由压力边界后会发生发射，成为膨胀波，这时的塞锥型面又会将膨胀波重新反射到自由压力边界，于是波系在塞锥壁面和自由压力边界之间不断反射，导致塞锥上间隔着这种膨胀－压缩－膨胀的过程，使得塞锥壁面压强出现近似的周期振荡变化，因而使得推力增加，达到了性能补偿的效果，如图1.5(b)和(c)(a) 设计条件下的塞锥流场 (b)不同工况下的塞式喷管工作状况塞锥被截短后，在底部会产生一个被超音速燃气流包围的亚音速回流区，为了提高底部压强，将少量的二次流引入底部，与塞锥上喷出的燃气相互作用，形成一个气动锥，因此截短型塞式喷管常常被称为气动塞式喷管。
由于塞锥被截短，会使得补偿能力有所降低，另外底部的复杂流动性质也会影响到塞式喷管性能。
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1. 总体对发动机设计提出的技术要求包括哪些方面； 2. 液体火箭发动机系统设计主要有哪四个阶段； 3. 液体火箭发动主要参数的选择有哪些； 4. 挤压系统分类 、贮箱增压压力的确定； 5. 泵压式系统贮箱增压压力的确定； 6. 发动机混合比和推力矢量控制方案； 7. 挤压式系统管路特性和组元混合比的调整计算； 8. 液体火箭发动机控制系统设计的基本步骤； 9. 蝶形阀门、球形阀门功能、结构和工作过程； 10. 减压器工作过程和高低压卸荷原理，推导列出力平衡方程，给出其静
关于“醉翁”与“六一居士”：初谪滁山，自号醉翁。既老而衰且病，将退休于颍水之上，则又更号六一居士。客有问曰：“六一何谓也？”居士曰：“吾家藏书一万卷，集录三代以来金石遗文一千卷，有
琴一张，有棋一局，而常置酒一壶。”客曰：“是为五一尔，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之间，岂不为六一乎？”写作背景：宋仁宗庆历五年(1045年)，参知政事范仲淹等人遭谗离职，欧阳
学一：认识作者，了解作品背景作者简介：欧阳修(1007—1072)，字永叔，自号醉翁，晚年又号“六一居士”。吉州永丰(今属江西)人，因吉州原属庐陵郡，因此他又以“庐陵欧阳修”自居。谥号文忠，世
称欧阳文忠公。北宋政治家、文学家、史学家，与韩愈、柳宗元、王安石、苏洵、苏轼、苏辙、曾巩合称“唐宋八大家”。后人又将其与韩愈、柳宗元和苏轼合称“千古文章四大家”。
修上书替他们分辩，被贬到滁州做了两年知州。到任以后，他内心抑郁，但还能发挥“宽简而不扰”的作风，取得了某些政绩。《醉翁亭记》就是在这个时期写就的。目标导学二：朗读文章，通文顺字
1．初读文章，结合工具书梳理文章字词。2．朗读文章，划分文章节奏，标出节奏划分有疑难的语句。节奏划分示例
环滁/皆山也。其/西南诸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，琅琊也。山行/六七里，渐闻/水声潺潺，而泻出于/两峰之间者，酿泉也。峰回/路转，有亭/翼然临于泉上者，醉翁亭也。作亭者/谁？山之僧/曰/智
• 采用新材料、新技术，减轻质量，提高性能。 • 重复使用。
2019/9/6
4
影响喷嘴流量系数的因素
• 孔长径比（l/d）的影响 • 喷嘴压降的影响
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1
1
2Δp n
n
• 横向速度的影响
• 喷嘴反压的影响
• 进口倒角2α和进口倒角深度e的影 响
• 倾斜角β的影响
• 表面加工质量的影响
直流式、离心式两类喷嘴各自的特点
11 醉翁亭记
1．反复朗读并背诵课文，培养文言语感。
2．结合注释疏通文义，了解文本内容，掌握文本写作思路。
3．把握文章的艺术特色，理解虚词在文中的作用。
4．体会作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、导入新课范仲淹因参与改革被贬，于庆历六年写下《岳阳楼记》，寄托自己“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”的政治理想。实际上，这次改革，受
态特性； 11. 简述压调器和稳定器的功用 。
第三章：
3.1 1.推力室的组成 ; 2.推力室的主要设计内容;
3.2 3.燃烧室的设计要求; 4.影响完全燃烧程度的主要因素; 5.经常采用的燃烧室几何形状; 6.燃烧室的轮廓设计; 7.喷管类型; 8.几种特型喷管型面的简单造型方法;
3.3 9.推力室头部的设计要求; 10.喷嘴类型; 11.雾化特性; 12.影响喷嘴流量系数的因素; 13.互击式直流喷嘴计算; 14.离心式喷嘴的几何特性（喷雾锥角等的变化） 15.双组元离心式喷嘴的特点; 16.直流式、离心式两类喷嘴各自的特点; 17.喷嘴排列的要求和问题; 18.离心式喷嘴混合单元; 19.单组元离心式喷嘴的计算;
仙也。名之者/谁？太守/自谓也。太守与客来饮/于此，饮少/辄醉，而/年又最高，故/自号曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之间也。山水之乐，得之心/而寓之酒也。节奏划分思考“山行/六七里”为什
么不能划分为“山/行六七里”？
明确：“山行”意指“沿着山路走”，“山行”是个状中短语，不能将其割裂。“望之/蔚然而深秀者”为什么不能划分为“望之蔚然/而深秀者”？明确：“蔚然而深秀”是两个并列的词，不宜割裂，“望
到贬谪的除了范仲淹和滕子京之外，还有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文学家、史学家欧阳修。他于庆历五年被贬谪到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期间，欧阳修在滁州留下了不逊
于《岳阳楼记》的千古名篇——《醉翁亭记》。接下来就让我们一起来学习这篇课文吧！【教学提示】结合前文教学，有利于学生把握本文写作背景，进而加深学生对作品含义的理解。二、教学新课目标导
31.提高内冷却带冷却效果的方法;
32.点火装置;
第四章
33.燃气发生器工作过程的特点;
34.闭式发动机和开式发动机燃气发生器的区别;
35.小推力发动机的冷却方法.
推力室的设计要求
• 提高燃烧室压力，增大喷管面积比，获得较高的比 冲，并保证推力室有良好的工作过程和高可靠性；
• 使用廉价的无毒的高能推进剂，降低发动机的研制 和发射成本，减少对环境的污染；
直流式特点： ① 直流式流量系数大，尺寸小。 ② 直流式雾化质量不好，液滴不细。 ③ 直流式射流在离开喷管较远的地方才开始雾化。 ④ 直流式喷射锥角也较小。 离心式特点： ① 喷嘴单独加工，结构复杂。 ② 保持喷嘴压降恒定时，可通过改变喷嘴内部结构尺寸调
整喷嘴流量系数和喷雾锥角。 ③ 喷雾锥大，加速雾化、蒸发过程，有利于和相邻的喷雾
3.4 20.推力室身部热防护方法;
21.热防护方法的优缺点;
22.对流外冷却传热过程;
23.冷却表面肋条的散热效应;
24.再生冷却：可靠冷却的条件; 25.再生冷却：合理性条件;
26.再生冷却的制约条件;
27.一些参数对换热过程的影响;
28.保证可靠再生冷却的方法; 29.冷却通道结构;
30.内冷却环带的结构;
锥混合。 ④ 喷嘴体积大，流量系数小。
再生冷却的制约条件
• 最大燃烧室压力 • 最小燃烧室压力 • 推力的制约 • 冷却套内压力损失的制约 • 工艺的制约
保证可靠再生冷却的方法
1. 减小气体壁面传热系数 2. 隔热涂层 3. 内冷却 4. 采用导热性能好的材料和减小内壁厚度 5. 降低冷却剂温度（原理、方法） 6. 增加液体壁面传热系数（原理、方法）