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第1章 绪论 1

1.1 推进系统动力学概述 1

1.1.1 推进系统动力学的重要性 1

1.1.2 液体火箭发动机系统 2

1.1.3 固体火箭发动机系统 5

1.1.4 冲压发动机系统 6

1.1.5 航天飞机推进系统 9

1.1.6 推进系统的典型动力学过程 12

1.2 推进系统的研究进展 14

1.2.1 液体火箭发动机的研究进展 14

1.2.2 固体火箭发动机的研究进展 16

1.2.3 冲压发动机的研究进展 17

1.3 推进系统动力学的研究进展 20

1.3.1 供应系统模型 21

1.3.2 燃烧室模型 21

1.3.3 模块化建模 22

1.3.4 发展方向 23

1.4 预备知识 24

1.4.1 流体的属性 24

1.4.2 动力学方法简介 31

第2章 管路系统动力学 32

2.1 管路静力学 32

2.1.1 概述 32

2.1.2 文氏管 35

2.1.3 流阻 38

2.2 时域管路动力学 48

2.2.1 概述 48

2.2.2 液体管路模型 49

2.2.3 水击 54

2.2.4 气体管路模型 62

2.2.5 动态流网 63

2.3 频域管路动力学 65

2.3.1 概述 65

2.3.2 管路动态基本方程 65

2.3.3 管路的阻抗分析方法 69

2.3.4 管路的谐振 72

2.4 管路的消振和滤波 78

2.4.1 概述 78

2.4.2 谐振型滤波器 81

2.4.3 干涉型滤波器 85

2.4.4 孔板 87

第3章 阀门系统动力学 89

3.1 阀门组件概述 89

3.1.1 阀门的分类 89

3.1.2 主要阀门的结构及原理 90

3.1.3 气动阀 94

3.1.4 电磁阀 96

3.2 阀门系统的动力学方程 96

3.2.1 组件的力平衡方程 97

3.2.2 工质的连续性方程 97

3.2.3 工质的运动方程 98

3.2.4 变质量热力学方程 99

3.2.5 阀门组件的受力分析 101

3.2.6 液体或气体作用在执行机构上的压强力 104

3.3 典型阀门的动力学建模 111

3.3.1 气动截止阀 111

3.3.2 液体减压阀 115

3.3.3 流量控制阀 117

第4章 涡轮泵组件动力学 123

4.1 涡轮泵组件概述 123

4.1.1 涡轮和泵的连接 123

4.1.2 涡轮泵的结构 124

4.1.3 液体火箭发动机涡轮泵装置的发展简史 125

4.2 泵的工作原理 125

4.2.1 概述 125

4.2.2 离心泵的工作原理 126

4.2.3 泵的损失和效率 130

4.2.4 泵的汽蚀 133

4.3 涡轮的工作原理 140

4.3.1 概述 140

4.3.2 气体的流动与膨胀做功 140

4.4 涡轮泵组件的性能参数 144

4.4.1 流量 144

4.4.2 扬程（或水头）、能量头（比能、比功、质量扬程或压头） 144

4.4.3 转速、角速度 145

4.4.4 功率和效率 145

4.4.5 转矩 145

4.5 泵的动力学 145

4.5.1 无空化效应的动态方程 146

4.5.2 考虑空化现象的动态过程描述 150

4.6 燃气涡轮的动力学 151

4.6.1 微分形式的涡轮动力学方程 151

4.6.2 非线性形式的涡轮方程 151

4.7 涡轮泵组件转子的动力学方程 153

4.8 气体启动器动力学模型 154

第5章 燃烧室组件动力学 156

5.1 液体火箭发动机燃烧室动力学 156

5.1.1 燃烧时滞理论 156

5.1.2 时滞理论的历史与评价 159

5.1.3 集中参数模型 161

5.2 固体火箭发动机燃烧室动力学 165

5.2.1 概述 166

5.2.2 动力学模型 166

5.2.3 燃速 168

5.2.4 模型的简化 170

5.2.5 SRM动力学特性 172

5.3 超燃冲压发动机燃烧室模型 173

5.3.1 Scramjet燃烧过程概述 174

5.3.2 Scramjet燃烧室准一维分析模型 175

第6章 推进系统瞬态过程 180

6.1 液体火箭发动机的启动及关机过程 180

6.1.1 LRE启动过程 180

6.1.2 LRE关机过程 185

6.2 液体火箭发动机的转工况过程 192

6.2.1 转工况方案 192

6.2.2 转工况性能分析 195

6.2.3 转工况试验研究 197

6.3 超燃冲压发动机的启动过程 198

6.3.1 Scramjet进气道的启动过程 199

6.3.2 Scramjet燃烧流场建立过程 204

6.4 双模态超燃冲压发动机的工况转换过程 207

6.4.1 双模态冲压发动机的工作原理 207

6.4.2 双模态冲压发动机转工况试验结果 209

第7章 发动机燃烧不稳定性 216

7.1 液体火箭发动机燃烧不稳定性 216

7.1.1 燃烧不稳定性的分类 216

7.1.2 燃烧不稳定性的抑制措施 218

7.1.3 燃烧稳定性的评定 219

7.1.4 低频燃烧不稳定性分析方法 220

7.2 超燃冲压发动机燃烧不稳定性 228

7.2.1 超燃冲压发动机内的低频燃烧振荡 229

7.2.2 超燃冲压发动机内的高频燃烧振荡 234

参考文献 244