电点火方式下绿色无毒ADN基液体推进剂着火及燃烧机制研究
批准号:
52176097
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
李洪萌
依托单位:
学科分类:
燃烧学
结题年份:
2025
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
李国岫、李雷、周宇昊、曹建宾、王晓然、袁迎港、郭堂松、吴金泽、高阳
中文摘要
为了解决目前空间推进领域绿色无毒二硝酰胺铵(ADN)基推力器催化燃烧方式无法冷启动及不能应用于大推力的问题,世界航天强国都在积极探索主动点火技术路线的ADN基推力器的研发。申请人及团队在国际上率先成功实现了ADN基液体推进剂电点火燃烧,基于前期研究基础,本项目围绕电点火方式下ADN基液体推进剂着火及燃烧过程中若干复杂作用机制开展研究。研究不同升温条件下ADN基液体推进剂蒸发分解机理,探明电点火方式下蒸发分解对ADN基液体推进剂着火燃烧的影响机制;开展电点火方式下ADN基液体推进剂液滴着火燃烧特性研究,探明ADN基液体推进剂燃烧过程中液滴形态演变和燃烧放热之间的耦合关系,揭示液滴和火焰相互作用机制;利用电点火方式实现ADN基液体推进剂流动状态下着火及燃烧,揭示实现流动状态下ADN基液体推进剂的稳定燃烧调控机制。该研究对于基于电点火方式的新一代绿色无毒ADN基推力器的研发具有重要意义。
英文摘要
In order to solve the problem that the green non-toxic ADN based thrusters can not be cold started and applied to large thrusts which in catalytic combustion mode in the field of space propulsion, the aerospace powers have been exploring the research of ADN based thrusters with active ignition technology. The applicant and team successfully achieved the electric ignition of ADN based liquid propellant. Based on the research foundation, the research on the ignition and combustion mechanism of the green non-toxic ADN based liquid propellant based on the electrical ignition mode will be carried out. The evaporation and decomposition process of ADN based propellant will be studied, and the influence mechanism of evaporation and decomposition on the ignition of ADN based propellant under the condition of electrical ignition will be explored. The ignition and combustion characteristics of ADN based propellant under the condition of electrical ignition will be studied, the relationship between the droplet development and combustion heat release will be clarified, and the interaction mechanism between droplets and flame will be revealed. The ignition and combustion of ADN based propellant in flowing state will be realized by electrical ignition, and the regulation mechanism of stable ignition and combustion of ADN based propellant in flowing state is revealed. This research is of great significance for the development of a new generation of green non-toxic ADN based thrusters based on the electrical ignition.
发展高性能绿色液体推进技术是化学推进领域重要的发展方向。电点火技术是解决目前空间推进领域绿色无毒二硝酰胺铵(ADN)基推力器催化燃烧方式无法冷启动及不能应用于大推力问题的有效途径。.本项目围绕电点火方式下ADN基液体推进剂着火及燃烧过程中若干复杂作用机制开展研究。分析了ADN基液体推进剂在气化相变过程中蒸发热解的物理化学机制,明确了升温速率对蒸发分解过程的影响规律和作用机制,获得了ADN基液体推进剂热解动力学参数和热分解规律模型。系统开展了电点火方式下ADN基液体推进剂液滴蒸发及燃烧特性研究,探究了电点火方式下ADN基液体推进剂液滴着火及燃烧机理,探明了点火参数、环境条件、电极结构对推进剂液滴的蒸发分解特性与燃烧特性的影响规律,揭示了ADN基液体推进剂液滴电点火燃烧调控机制。提出了流动条件下实现ADN基液体推进剂稳定燃烧的电点火方法,系统探究了不同工况参数对连续流推进剂电点火及燃烧过程的耦合影响规律,揭示了连续流ADN基液体推进剂快速点火与稳定燃烧的调控机制。研究成果为基于电点火技术的ADN基推力器的设计和开发提供了理论基础,推动了我国绿色无毒空间推进技术的进一步发展。.在宇航与燃烧国际权威期刊发表了项目第一标注期刊论文18篇,其中SCI收录国际期刊论文16篇,中文核心期刊论文2篇。授权发明专利4项,出版专著1本。参加学术会议邀请及专题报告7次。培养博士研究生5名,硕士研究生4名。
电点火方式下绿色无毒ADN基液体推进剂着火及燃烧机制研究
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批准号:--
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项目类别:面上项目
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资助金额:58万元
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批准年份:2021
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负责人:李洪萌
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依托单位:
合成气湍流预混火焰传播特性及其稳定性研究
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批准号:51706014
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2017
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负责人:李洪萌
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依托单位:
国内基金
海外基金