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第1章 绪论1

第2章 火箭和航天飞行器推进系统7

2.1 火箭推进7

2.2 推进系统8

2.3 液体推进系统8

2.4 增压输送系统10

2.4.1 系统功能10

2.4.2 系统类型10

第3章 航空－航天飞行环境及其影响13

3.1 航空－航天飞行器发展概况13

3.1.1 一次性使用的弹道导弹、运载火箭和航天器14

3.1.2 可重复使用航空－航天飞行器15

3.2 航空－航天飞行环境特性22

3.2.1 航空空域飞行22

3.2.2 航天空域飞行36

3.2.3 跨航空－航天空域飞行41

3.3 航空－航天飞行器液体推进剂管理新课题42

3.3.1 推进剂管理技术要求43

3.3.2 推进剂管理模式44

3.3.3 推进剂管理主要关键技术45

第4章 液体火箭和航天器增压输送系统设计47

4.1 总体方案系统可行性论证47

4.1.1 初始数据48

4.1.2 输送管路直径选择计算48

4.2 系统方案设计49

4.2.1 主要设计参数50

4.2.2 系统形式选择69

4.2.3 系统方案计算87

4.3 系统初步设计99

4.3.1 系统初步设计计算99

4.3.2 增压控制系统104

4.3.3 系统部件126

4.4 系统技术设计与集成化151

4.4.1 设计计算152

4.4.2 热传递效应152

4.4.3 质量传递效应159

4.4.4 系统动力学164

4.4.5 系统主要报告与图纸文件168

第5章 航空－航天飞行器类型169

5.1 跨大气层试验飞行器X-15169

5.1.1 计划与任务169

5.1.2 推进系统171

5.2 部分重复使用航空－航天飞行器——航天飞机175

5.2.1 主要任务与用途175

5.2.2 总体结构与飞行轨道176

5.2.3 推进系统181

5.2.4 技术特点185

5.3 完全重复使用航空－航天飞行器——X－系列试验飞行器187

5.3.1 X-33飞行器187

5.3.2 X-34飞行器191

5.3.3 X-37飞行器196

5.3.4 X-37B飞行器203

5.4 高超声速跳跃航空－航天飞行器——Demo方案飞行器211

5.4.1 飞行轨道211

5.4.2 Demo飞行器方案214

5.5 亚轨道载人航空－航天飞行器——太空船系列217

5.5.1 亚轨道载人飞行发展前景217

5.5.2 太空船一号218

5.5.3 太空船二号222

第6章 航空－航天飞行器推进增压输送系统设计225

6.1 航空－航天飞行器X-34主推进系统225

6.1.1 系统设计和功能要求226

6.1.2 系统组成227

6.1.3 系统布局与流动原理228

6.2 推进系统230

6.2.1 增压输送系统230

6.2.2 姿态控制系统261

6.2.3 主发动机系统269

6.3 推进系统综合和测试272

6.3.1 安全／泄漏、功能试验273

6.3.2 流体装载和排放试验273

6.3.3 推进剂冷流试验273

6.3.4 静态热试车测试274

6.4 系统集成化274

6.4.1 安全与任务确保275

6.4.2 操作性276

6.4.3 系统分析276

第7章 推进子系统评估分析与优化280

7.1 增压系统方案比较研究281

7.1.1 系统方案设计281

7.1.2 二次故障容错能力284

7.1.3 排气阀响应时间286

7.1.4 稳态流排气阀操作288

7.1.5 最终确定减压器系统设计方案288

7.2 增压系统瞬态分析290

7.2.1 设计要求290

7.2.2 分析评估292

7.3 气动和吹除系统分析298

7.4 氦气瓶充填分析302

7.5 输送／排放／排气系统方案分析303

7.5.1 推进剂箱布局与分隔舱化设计304

7.5.2 输送／排放系统初步方案305

7.5.3 液氧输送／排放系统布局修正306

7.5.4 煤油输送／排放系统布局修正307

7.5.5 分析分类研究308

7.5.6 推进剂箱排气／安全系统分析310

7.5.7 推进剂输送排放／排气系统最终设计布局312

7.6 输送系统流体动力分析312

7.6.1 投放过程推进剂箱气／液运动312

7.6.2 推进剂输送末期液面塌陷318

7.7 液氧排放系统出口节流圈322

7.7.1 节流圈性能仿真323

7.7.2 节流圈流量系数确定323

7.7.3 液氧排放系统仿真324

第8章 主推进系统液体推进剂管理326

8.1 重力场与低重力状态下飞行推进剂综合管理设计328

8.1.1 设计特点328

8.1.2 结构形式328

8.2 液氧箱的预冷和加注分析329

8.3 液氧箱绝热和蒸发分析332

8.4 贮箱排气／泄压系统334

8.4.1 液氧排气系统性能334

8.4.2 煤油排气系统性能336

8.5 推进剂管理分析336

8.5.1 液氧管理分析336

8.5.2 飞行器投放煤油温度分析341

8.6 推进剂排放系统仿真343

8.6.1 液氧排放系统模型343

8.6.2 煤油排放系统模型344

8.6.3 瞬态排放仿真345

第9章 推进系统组件347

9.1 推进系统组件设计特点347

9.2 主推进剂箱348

9.3 推进剂管理阀门349

9.4 加注、输送、排气和排放管路351

9.5 气动阀352

9.6 增压和气动系统355

9.7 气瓶355

9.8 电磁阀和自锁电磁阀356

9.9 温度传感器359

第10章 低成本推进技——FASTRAC发动机和推进系统测试平台362

10.1 60 K Fastrac发动机362

10.1.1 发动机系统364

10.1.2 主喷注器366

10.1.3 燃烧室喷管367

10.1.4 涡轮泵组368

10.1.5 气体发生器369

10.1.6 点火系统370

10.1.7 推进剂分配370

10.1.8 气动系统371

10.1.9 仪器和控制系统371

10.2 推进系统测试平台371

10.2.1 设计原则371

10.2.2 设计要求372

10.2.3 测试内容373

10.2.4 测试平台组成374

参考文献384