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重复使用液体火箭发动机可用度的数字仿真

刘士杰 梁国柱

刘士杰, 梁国柱. 重复使用液体火箭发动机可用度的数字仿真[J]. 北京航空航天大学学报, 2015, 41(12): 2319-2327. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0006
引用本文: 刘士杰, 梁国柱. 重复使用液体火箭发动机可用度的数字仿真[J]. 北京航空航天大学学报, 2015, 41(12): 2319-2327. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0006
LIU Shijie, LIANG Guozhu. Digital simulation on reusable liquid rocket engine availability[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2015, 41(12): 2319-2327. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0006(in Chinese)
Citation: LIU Shijie, LIANG Guozhu. Digital simulation on reusable liquid rocket engine availability[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2015, 41(12): 2319-2327. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0006(in Chinese)

重复使用液体火箭发动机可用度的数字仿真

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0006
基金项目: 国家“863”计划
详细信息
    作者简介:

    刘士杰(1985-),男,山东新泰人,博士研究生,shi.jieliu@163.com

    通讯作者:

    梁国柱(1966-),男,教授,博士师导师,主要研究方向为火箭发动机设计、仿真与优化集成,火箭发动机点火与燃烧动态过程实验研究,运载火箭增压输送系统动力学,航天飞行器姿轨控发动机系统总体设计与实验研究.

  • 中图分类号: V434+.211

Digital simulation on reusable liquid rocket engine availability

  • 摘要: 重复使用液体火箭发动机(RLRE)可以降低航天发射成本,是未来航天运载器的发展方向之一.RLRE的复杂性、部件寿命模型的差异等不确定因素使得它的可用度评估工作十分困难.在现有的航天飞机使用资料的基础上,利用蒙特卡罗数字仿真方法,以航天飞机主发动机(SSME)高压液氢涡轮泵(HPFTP)为例对其可用度进行了分析.该方法不涉及部件的寿命分布模型,但考虑了前期维修对后期故障的影响,可以合理地模拟系统的故障发生过程.结果表明,在基本维修的情况下,HPFTP存在最佳的预防维修周期,其平均最佳合理预防维修周期为6 340 s,为满足航天飞机的任务需求,理论上预防维修前可重复使用12次,对应的平均最佳可用度为0.285.较低的可用度反映了HPFTP工作过程的特殊性.本文方法可以为航空航天推进系统可重复使用性研究提供参考.

     

  • [1] Hartong A R,Rooney B D.Near-term RLV options,AIAA-2004-5947[R].Reston:AIAA,2004.
    [2] Williams W C.Report of the SSME assessment team,N93-21645[R].Washington,D.C.:NASA,1993.
    [3] Pauschke J M.Management of SSME hardware life utilization,NASA-N87-16777[R].Washington,D.C.:NASA,1986.
    [4] 金星,洪延姬,沈怀荣,等.工程系统可靠性数值分析方法[M].北京:国防工业出版社,2002:1-3. Jin X,Hong Y J,Shen H R,et al.Numerical analysis methods of reliability for engineering systems[M].Beijing:National Defense Industry Press,2002:1-3(in Chinese).
    [5] 肖刚,李天柁.系统可靠性分析中的蒙特卡罗方法[M].北京:科学出版社,2003:5-9. Xiao G,Li T T.Monte Carlo method in the system reliability analysis[M].Beijing:Science Press,2003:5-9(in Chinese).
    [6] 杨为民,盛一兴.系统可靠性数字仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社,1990:345-366. Yang W M,Sheng Y X.System reliability digital simulation[M].Beijing:Beihang University Press,1990:345-366(in Chinese).
    [7] 杨宇航,冯允成.复杂可修系统可靠性维修性综合仿真研究[J].系统仿真学报,2002,14(8):979-986. Yang Y H,Feng Y C.Complex repairable system reliability and maintainability simulation[J].Journal of System Simulation,2002,14(8):979-986(in Chinese).
    [8] Blair J,Ryan R.Lessons learned in engineering,NASA/CR-216468[R].Huntsville,Alabama:Al Signal Research,Inc.,2011.
    [9] Hopson G.Atlantis STS-104 space shuttle program SSME flight readiness review,STS-104[R].Washington,D.C.:Space Shuttle SR & QA Assessment,2001.
    [10] Guure C,Ibrahim N.Methods for estimating the 2-parameter weibull distribution with type-I censored data[J].Research Journal of Applied Sciences,Engineering and Technology,2013,5(3):689-694.
    [11] Pasha G,Khan M,Pasha A.Empirical analysis of the Weibull distribution for failure data[J].Journal of Statistics,2006,1(13):33-45.
    [12] Paster R D,Stohler S L.SSME evolution,AIAA-1989-2618[R].Reston:AIAA,1989.
    [13] Jue F H.Space shuttle main engine-thirty years of innovation,NASA-46693[R].Canoga Park,CA.:Boeing Co.,2002.
    [14] Goldin D.Space shuttle main engine-NASA has not evaluated the alternate fuel turbopump costs and benefits,GAO/NSIAD-94-54[R].Washington,D.C.:Central Accounting Office,1993.
    [15] Charlers A M.Reusable rocket engine maintenance study,NASA-CR-165569[R].Hampton,Virginia:NASA-Lewis Research Center,1982.
    [16] Hale J R,Klatt F P.SSME improvements for routine shuttle operations,AIAA-85-1266[R].Monterey,California:American Institute of Aeronautics and Astronautics,1985.
    [17] Olorunniwo F.Scheduling imperfect preventive and overhaul maintenance[J].International Journal of Quality and Reliability Management,1991,8(4):67-79.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-01-04
  • 修回日期:  2015-04-10
  • 网络出版日期:  2015-12-20

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