[发明专利]一种基于样机库的液体火箭发动机电磁阀概要设计方法

说明书

本发明公开了一种基于样机库的液体火箭发动机电磁阀概要设计方法，包括：根据待设计电磁阀的技术指标，计算所述电磁阀的标准流阻；根据标准流阻以及技术指标中的高度、开关时间，从样机库中筛选符合上述指标要求的样机集，选取样机产品集中质量最小的样机产品作为参考样机；将所述参考样机与待设计电磁阀的技术指标进行比对，如不满足设计要求，则基于参考样机进行尺寸质量设计，使优化后的参考样机满足设计要求。

技术领域

本发明涉及一种基于样机库的液体火箭发动机电磁阀概要设计方法，属于火箭发动机技术领域。

背景技术

液体火箭发动机的流体控制系统中大量使用电磁阀作为开关执行元件，控制流体的开启和断流，实现发动机多次重复启动和脉冲工作，对发动机的开、关动态特性有着重要的影响。直动式电磁阀以其结构简单、成本低、响应快、可靠性高等特点在液体发动机中得到广泛应用。

由于液体火箭发动机研制型号多，型号迭代快，传统的电磁阀选型设计方法已无法满足当前多样化、快速迭代的设计需求，同时已有的大量产品设计结果未能得到有效地参考与利用。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出了一种基于样机库的液体火箭发动机电磁阀概要设计方法，通过对比新指标要求与已有的样机数据之间的差异，通过基于样机数据的经验估算方法，实现对新产品性能指标参数的快速预估，满足产品论证初期对待设计产品性能快速估计的需求。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种基于样机库的液体火箭发动机电磁阀概要设计方法包括：

获取待设计电磁阀的技术指标，计算所述电磁阀的标准流阻；

根据标准流阻以及技术指标中的高度、开关时间，从样机库中筛选符合上述指标要求的样机集，选取样机产品集中质量最小的样机产品作为参考样机；

将所述参考样机与待设计电磁阀的技术指标进行比对，如不满足设计要求，则基于参考样机进行尺寸质量设计，使优化后的参考样机满足设计要求。

优选的，将使用的推进剂的流阻技术指标，转换到水在1kg/s标准流量下的流阻，计算电磁阀的标准流阻：

式中，Δp_bz为折算后的标准流阻；Δp_yq为技术指标中的额定流阻；q_mY为技术指标中的额定流量；ρ_Y为所使用的推进剂密度。

优选的，以标准流阻为第一优先筛选指标，从样机库中筛选出标准流阻小于第一优先筛选指标的初选样机集；以高度指标为第二筛选指标，从初选样机集中筛选出高度小于第二筛选指标的再选样机集；以打开时间指标、关闭时间指标为第三筛选指标，从再选样品集中筛选出打开时间小于打开时间指标要求且关闭时间小于关闭时间指标要求的样机集。

优选的，尺寸质量设计包括通径、行程、启动反力、开关时间、衔铁直径、线圈外壳内径、线圈外壳外径、磁肩宽度、电磁阀高度、电磁阀长宽、电磁阀质量。

优选的，计算待设计电磁阀的通径及行程：

h₂＝0.2d₀₂

式中，d₀₂为待设计电磁阀的通径，h₂为待设计电磁阀的行程，d₀₁为参考样机的通径，h₁为参考样机的行程，Δp₁为参考样机的标准流阻，Δp_yq为技术指标中的额定流阻。

优选的，计算待设计电磁阀的启动反力及开关时间：