液體火箭發動機系統穩定性 李斌 9787118129632 【台灣高等教育出版社】

內容簡介
《液體火箭發動機系統穩定性》重點針對液體火箭發動機系統的振蕩過程，介紹了適用於不同頻率範圍的液路系統、流體機械系統、氣路系統的動力學模型，包括時域模型、頻域模型，在此基礎上，針對不同機理的系統振蕩問題討論了系統流體與機械運動耦合穩定性、流體與燃燒過程耦合穩定性、兩相流體動力學過程耦合穩定性、發動機整機系統頻率特性及穩定性等問題，分析了系統振蕩機理、振蕩特性和控制措施。
《液體火箭發動機系統穩定性》還通過發動機研究中的實例介紹了通過冷態試驗或熱試驗研究系統穩定性的方法，書中的理論與方法都通過了實際發動機的驗證。
《液體火箭發動機系統穩定性》可作為液體火箭發動機領域工程技術人員的參考書，也可作為液體火箭發動機專業本科高年級學生及研究生教學、科研用書。

目錄
第1章 緒論
1 1 概述
1 2 液體火箭發動機系統
1 3 發動機各組件非穩態過程的特點及數學模型
1 4 發動機穩定性問題分類
1 5 發動機系統動態特性試驗
參考文獻
第2章 穩定性分析基礎理論
2 1 經典控制理論
2 1 1 非線性數學模型的線性化
2 1 2 拉普拉斯變換
2 1 3 傳遞函數
2 1 4 頻率特性
2 1 5 頻域穩定性分析
2 2 狀態空間理論
2 2 1 狀態空間描述
2 2 2 狀態空間分析方法
參考文獻
第3章 發動機動態特性數學模型
3 1 流體動力學的基本研究方法
3 1 1 研究流體運動的方法
3 1 2 雷諾輸運定理
3 2 聲速
3 2 1 液體聲速
3 2 2 氣體聲速
3 3 液路模型
3 3 1 集中參數的液路直管模型
3 3 2 分佈參數的液路直管模型
3 3 3 其他特殊液路的模型
3 3 4 液體流路分析
3 4 氣路模型
3 4 1 絕熱流動氣路模型
3 4 2 瞬時混合氣路模型
3 4 3 分佈參數氣路模型
3 5 渦輪泵功率模型
3 5 1 渦輪功率方程
3 5 2 泵功率方程
3 5 3 渦輪泵方程
參考文獻
第4章 系統流體與機械運動耦合穩定性
第5章 供應系統與燃燒組件耦合穩定性
第6章 兩相流體動力學過程耦合穩定性
第7章 發動機系統低頻頻率特性
第8章 發動機動態特性試驗研究

前言/序言
為了滿足航天運輸的需要，必須研製出能量密度儘可能高的動力裝置——液體火箭發動機。液體火箭發動機工作中，伴隨著強烈的機械與化學能量轉化過程，包括推進劑的高速流動、高速機械旋轉、氣液摻混、劇烈燃燒與傳熱、流固熱聲的耦合等過程，而建立起能夠準確描述這些過程的可靠模型是發動機研製的理論基礎。
經過近百年的研究和發展，液體火箭發動機科研人員已經積累了豐富的研究經驗，建立了比較全面的理論技術體系。對於發動機靜態特性，形成了較為完備的模型和計算方法，已經具備對穩態工況準確預示和調節的能力；對於發動機起動、關機等過渡過程，結合模擬和工程經驗，也形成了各種循環方式發動機的控制原則和策略；而通過對某些工況點下或過渡過程中的振蕩過程進行建模和試驗驗證研究發動機系統穩定性特性，一直是液體火箭發動機技術研究中的難題。
在擠壓式發動機系統、開式循環發動機系統、補燃循環發動機系統、衝壓發動機、吸氣式組合發動機系統以及很多地面試驗系統中，流體經常會出現較大幅值的特定突頻振蕩，這就是本書探討的系統穩定性問題，這些特定頻率的流體振蕩會引起發動機結構振動，甚至推力波動。幅值較大時，會導致結構破壞，特別是補燃循環發動機系統，其工作過程的能量密度最高，通過頻帶寬，有些環節有相位滯后，這些都會導致某些發動機組件、分系統甚至整個主系統迴路在某些頻率下失去工作穩定性。系統振蕩過程往往與燃燒、氣液摻混流動、機械運動等複雜的動力學過程相關，系統振蕩頻率範圍覆蓋了低頻（在50Hz以下）、中頻（50-400Hz）和高頻（在400Hz以上），很多振蕩過程的數據特徵相似，但機理完全不同，所採取的抑制措施也不盡相同；系統的振蕩過程對邊界條件也非常敏感，在飛行過程和地面試驗系統中，表現的特徵也大相徑庭。正由於這些原因，給發動機振蕩過程的機理分析與建模、試驗方案設計與驗證以及穩定性控制帶來了很大的難度。