摘要
운반 로켓의 이륙 중에 주 엔진 작동 시 기포가 발생하지 않는 액체 추진제의 충분한 공급을 보장하는 것이 매우 중요합니다. 본 논문은 이륙 과부하 상태에서 로켓 연료탱크 출구 장치의 작동 특성 및 설계 요구사항을 대상으로 CFD 모델을 구축하여 다양한 작업 조건에서 운송관에 가스가 발생할 때의 잔류 액체량에 대한 수치 해석 및 비교 연구를 수행하였습니다. 연구 요소에는 출구에 원뿔 각도 전이가 적용되었는지 여부, 출구 상단에 격판 배치와 격판의 기하학적 구조, 출구에 필터 설치 등이 포함됩니다. 결과는 다음과 같습니다: 원뿔 각도 전이를 적용하면 사용 불가능한 액체 추진제를 현저히 감소시킬 수 있으며 최적 원뿔 각도는 약 30도입니다; 격판 배치는 저온 추진제의 순수 액상 공급에 유리하며 최적의 격판 높이와 길이가 존재합니다; 구형 쉘형 격판은 사용 불가능한 추진제를 약 0.25% 추가로 감소시킬 수 있습니다; 출구에 필터를 설치하면 고체 이물질 및 큰 기포가 운송관에 들어가는 것을 차단할 수 있습니다; 액체 산소에 비해 액체 수소는 표면 장력이 기액 계면의 안정성을 유지하는 능력이 더 떨어져 출구 구조의 최적 설계 요구가 더 높습니다.
关键词
로켓 이륙; 저온 추진제; 출구 장치; 액면 함몰; CFD 시뮬레이션
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