万博Ansys的博客
2019年1月25日
模拟技术如何改变火箭发动机设计周期
美国空军启动了“上层发动机技术”(USET)项目，以开发一种可负担得起的RL10氢燃料替代品火箭发动机．
RL10的开发和生产，以及其他历史上的火箭发动机，需要庞大的开发团队，大量的劳动力成本和广泛的测试项目。
USET的目标是用新的火箭开发方法来抵消这一昂贵的过程，其中包括基于物理的建模和仿真。
DESLA发动机
(图片由P3 Technologies提供)
该项目最终将导致P3技术公司的双膨胀、短长度气动长钉(DESLA)发动机的发展。
在USET计划开始时，火箭开发通常是基于经验数据。挑战在于经验数据在应用于新技术和推进剂时价值有限。
P3 Technologies万博总裁Philip Pelfrey表示:“我们发现Ansys仿真技术能够模拟发动机的运行方式。“由于这些模拟是基于物理的，我们可以对发动机进行建模，使其在任何尺寸、速度或压力下使用任何燃料。”
作为一个万博Ansys Startup Program成员在美国，P3技术公司继续利用仿真技术重新定义其开发周期，并优化其DESLA发动机。
基于仿真的火箭发动机传热优化
DESLA火箭发动机燃烧的每一秒都在进行热传递平衡。由于液氢是低温的，它既是发动机的燃料又是冷却剂。
在液体燃烧之前，它首先冷却了发动机的喷嘴。如果喷嘴太热，它就会失效，甚至融化。
随着燃料升温，它迅速变成高压气体。在气体进入燃烧室之前，这些热量被用来转动发动机的涡轮。如果燃料没有吸收足够的热量，涡轮机将没有足够的动力进行循环。
拉美经济体系的表现
涡轮泵组件(TPA)依赖
关于优化传热
(图片由P3 Technologies提供)
“万博Ansys帮助我们平衡热循环，在不损坏喷嘴的情况下最大化发动机输出，”Pelfrey说。“模拟可以帮助我们确定通道的大小，以优化整个系统的流量、压力损失和传热。”
如果没有仿真，P3 Technologies的设计周期将包含大量的人工迭代。通过数字化优化流程，P3技术将以更小的预算更快地完成最终设计。
模拟区分火箭发动机的制造和运行几何形状
信不信由你，DESLA火箭的制造几何形状与操作几何形状不匹配。
Pelfrey说:“当发动机运行时，部件在巨大的热梯度和极端压力下以每分钟数千转的速度旋转。”“所有这些载荷都会使零件收缩、膨胀、扭曲和弯曲。
“您希望零件以最佳几何形状运行，但这些负载确保了最佳几何形状和加工几何形状非常不同。”
模块化推力室的测试。
制造的几何形状和
DESLA的操作几何结构
涡轮泵是不一样的
(图片由P3 Technologies提供)
评估零件如何从制造时的几何形状变化到工作时的几何形状是一个复杂的过程。Pelfrey指出，如果没有仿真，这些部件的设计周期将包含大量的迭代。
“然而,在万博Ansys排名，我们可以将压力，热和向心载荷添加到几何中。在此基础上，我们可以退回到需要的几何形状，”Pelfrey解释说。“通过这种方式，我们可以确保零件得到正确的加工，并在操作过程中保持最佳形状。”
获得仿真工具，可以优化产品的形状和冷却系统，成为会员万博Ansys启动程序．
他说:“我很高兴见到你。万博
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