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[发明专利]一种化学反应流场的可视化解析方法及系统-CN202310373769.7在审
发明人：林鑫;罗家枭;杨俊娜;吴杰;王泽众;李飞;余西龙 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2023-04-10 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G16C20/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种化学反应流场的可视化解析方法及系统，方法包括：用标准黑体炉标定出RGB相机和高速相机在测量目标对应波长下的响应；用RGB相机和安装有测量目标对应波长滤光片的高速相机对目标化学反应流场进行图像采集；根据RGB相机的响应和采集的目标化学反应流场的图像，拟合出目标化学反应流场的灰体辐射曲线，结合高速相机在测量目标对应波长下的响应，得到测量目标对应波长处的理论灰体辐射图像，基于测量目标对应波长处的图像，通过光谱处理和数字图像处理，滤除目标化学反应流场中测量目标对应波长处的高温固体辐射干扰。本发明还提供了基于上述方法的系统，解决了现有技术中化学反应流场可视化图像中无法滤除灰体辐射的问题。
一种化学反应可视化解析方法系统

[发明专利]一种固液火箭发动机火焰动力学特性研究方法及系统-CN202310373772.9在审
发明人：林鑫;罗家枭;王泽众;王若岩;李飞;余西龙 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2023-04-10 - 公布日： 2023-06-30 - 主分类号： G01M15/10 文献下载
摘要：本发明提供了一种固液火箭发动机火焰动力学特性研究方法及系统，方法包括：使用高速相机在包括化学发光物质对应波长的多波长下对标准黑体炉成像，结合标准黑体辐射曲线获得黑体在多波长下每个波长处的辐射强度，得到高速相机在相应波长下的响应；使用高速相机采集固液火箭发动机燃烧室内的火焰在多个波长下每个波长处辐射信号的图像；根据高速相机在相应波长下的响应，拟合出化学发光物质对应波长处的理论黑体辐射图像，结合化学发光物质对应波长处的火焰图像，以滤除发动机燃烧室内未完全热解燃料的黑体辐射。本发明还提供了基于上述方法的系统，解决了现有技术中获得的固液火箭发动机燃烧室内火焰图像含有黑体辐射、化学发光图像不真实的问题。
一种火箭发动机火焰动力学特性研究方法系统

[发明专利]一种固液发动机燃烧机理的研究方法及系统-CN202211556757.X有效
发明人：林鑫;罗家枭;张森豪;周功喜;张泽林;王泽众;李飞;余西龙 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2022-12-06 - 公布日： 2023-06-20 - 主分类号： F02K9/96 文献下载
摘要：本发明提供了一种固液发动机燃烧机理的研究方法及系统，方法为基于安装在前燃烧室和后燃烧室的合束成像光纤，多角度采集燃烧室内的火焰化学发光成像，针对火焰图像，提炼燃烧室内燃场的火焰模态分布及动态信息，以分析内燃场的流动和燃烧特性。基于该方法提供了一种系统，在前燃烧室和后燃烧室上打孔以安装保护工装和光纤镜头，光纤镜头由合束光纤连接到高速相机，通过高速相机采集主燃烧室内燃场的火焰化学发光成像。本发明提供的方法及系统，能够在高温高压、真实发动机条件下对固液火箭发动机药柱内部封闭空间的扩散燃烧火焰可视化，进而分析其内燃场流动、燃烧特性，以解决现有技术中无法记录固液发动机燃烧室内的完整燃烧过程的问题。
一种发动机燃烧机理研究方法系统

[发明专利]固液火箭发动机燃烧控制方法及变推力固液火箭发动机-CN202210666487.1有效
发明人：林鑫;张泽林;王若岩;王泽众;罗家枭;李飞;余西龙 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2023-04-14 - 主分类号： F02K9/72 文献下载
摘要：本发明提供一种固液火箭发动机燃烧控制方法及变推力固液火箭发动机，固液火箭发动机采用通过螺旋叶片形成螺旋通道的螺旋嵌套式药柱；通过调控氧化剂的喷注方式，以使得氧化剂沿螺旋嵌套式药柱轴向直流喷注、与螺旋通道的螺旋方向相同的旋流方向同旋喷注，或与螺旋通道的螺旋方向相同的旋流方向反旋喷注，进而改变燃烧界面的退移速率。变推力固液火箭发动机中，氧化剂入口连通集成式喷注器，通过控制喷注通道进而控制氧化剂的喷注方式，实现推力调控。本发明中基于氧化剂的旋流方向对于螺旋嵌套式药柱退移速率的影响特性，实现了固液火箭发动机燃烧特性的有效调控，解决了固液火箭发动机的发动机推力调控结构复杂的问题。
火箭发动机燃烧控制方法推力

[发明专利]一种基于组合式药柱的变推力固液火箭发动机-CN202210666260.7有效
发明人：林鑫;张泽林;王泽众;罗家枭;孟东东;李飞;余西龙 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： F02K9/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于组合式药柱的变推力固液火箭发动机，包括依次连接的氧化剂催化供应组件、切换式喷注器和组合药柱，氧化剂催化供应组件用于将氧化剂催化分解为高温氧气，高温氧气通过切换式喷注器送入组合药柱的燃烧通道；组合药柱包括由低退移速率燃料形成的基体以及多个均匀分布的叶片，相邻两个叶片之间形成的燃烧通道内填充有高退移速率燃料，且叶片在高退移速率燃料燃烧过程中仍保持燃烧通道结构，切换式喷注器能够以沿高退移速率燃料的燃烧通道的轴向直流喷注高温氧气，或沿高退移速率燃料的燃烧通道的轴向旋流喷注高温氧气；本发明将氧化剂的不同喷注方式与螺旋嵌套式药柱进行耦合，得到变推力的固液火箭发动机，鲁棒性更好。
一种基于组合式推力火箭发动机

[发明专利]一种用于螺旋嵌套式药柱的喷注器-CN202210666492.2有效
发明人：林鑫;张泽林;王泽众;罗家枭;孟东东;李飞;余西龙 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： F02K9/72 文献下载
摘要：本发明提供一种用于螺旋嵌套式药柱的喷注器，包括喷注筒体，以及形成于所述喷注筒体内部并向所述燃烧通道喷注氧化剂的内喷口通道，在所述喷注筒体上独立形成与所述内喷口通道连通的直流喷注通道和两个旋流喷注通道，氧化剂经过所述直流喷注通道以直流的方式进入所述内喷口通道，氧化剂经过两个所述旋流喷注通道从所述内喷口通道侧部喷射进入所述内喷口通道内部形成旋流；其中，两个所述旋流喷注通道在所述内喷口通道内部形成旋流方向相反。本发明提供的喷注器可应用于固液火箭发动机，通过选择喷注通道调控氧化剂的喷注旋流方向调控推力大小，解决了螺旋嵌套式药柱燃烧过程中退移速率的调制复杂问题。
一种用于螺旋嵌套式药柱喷注器

[发明专利]一种固液火箭发动机氧燃比偏移控制方法-CN202210666271.5有效
发明人：王泽众;林鑫;张泽林;罗家枭;孟东东;李飞;余西龙 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： F02K9/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种固液火箭发动机氧燃比偏移控制方法，设计螺旋嵌套式药柱的螺旋叶片的数量，以及调控向螺旋嵌套式药柱内的燃烧通道通入的氧化剂的喷注方式来调节燃面退移速率；选取同一数量的螺旋叶片的螺旋嵌套式药柱与不同喷注方式的组合进行氧燃比测试，以获得喷注方式对燃面退移速率的影响规律，进而获得优选喷注方式；选取不同数量的螺旋叶片与优选喷注方式螺旋叶片进行氧燃比测试，以获得螺旋叶片数量对燃面退移速率的影响规律，进而获得优选螺旋叶片数量，进而获得优选喷注方式与优选螺旋叶片数量的组合；本发明基于不同结构的螺旋嵌套式药柱耦合氧化剂的不同喷注方式，得到燃料后退移速率与燃烧特性差异。
一种火箭发动机偏移控制方法

[发明专利]一种变推力固液火箭发动机的螺旋嵌套式药柱及制作方法-CN202210666272.X有效
发明人：林鑫;孟东东;张泽林;王泽众;罗家枭;李飞;余西龙 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2022-06-14 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： F02K9/72 文献下载
摘要：本发明提供一种变推力固液火箭发动机的螺旋嵌套式药柱及制作方法，包括中空柱状外壳，以及多组均匀分布在中空柱状外壳的螺旋叶片，在相邻螺旋叶片之间形成填充有高退移速率燃料的螺旋通道；螺旋叶片包括至少两段互成角度的叶片体，燃料逐渐燃烧至不同的叶片体位置以使得退移速率能够变化。其制作方法为依据火箭发射任务已知弹道的规划，设计药柱基体内每组螺旋叶片的分段数量及每段螺旋叶片的旋转夹角。本发明通过改进螺旋叶片的数量和角度，使得燃料的退移速率在燃烧过程中发生变化，实现对发动机推力的调控，从而解决了固液火箭发动机推力调控设计中结构复杂、挤占有效载荷的问题。
一种推力火箭发动机螺旋嵌套式药柱制作方法

[发明专利]一种内螺旋喷注式固液发动机药柱-CN202110711173.4有效
发明人：林鑫;王泽众;孟东东;罗家枭;李飞;余西龙 -专利权人：中国科学院力学研究所
申请日： 2021-06-25 - 公布日： 2022-07-29 - 主分类号： F02K9/72 文献下载
摘要：本发明属于固液火箭发动机技术领域，针对现有技术中存在的沿药柱长度方向燃面后退不均匀的技术问题，本发明的目的在于提供一种内螺旋喷注式固液发动机药柱，药柱包括金属架构本体，金属架构本体设置为中空结构，其内部设置多组均匀布置的中空螺旋结构叶片，每相邻的两组中空叶片之间嵌套有燃料介质，金属架构本体的端部设置有进气管，氧化剂通过进气管后从中空叶片呈螺旋形均匀喷注。实现了氧化剂在固液发动机药柱内部均匀螺旋喷注的技术突破，同时配合金属叶片传热迅速特点，有效提升燃料介质的退移速率，同时实现燃料通道内燃面的均匀后退，从而降低发动机动力精确调节难度；金属材料的架构本体大幅提升药柱机械性能，即提高发动机工作安全性。
一种螺旋喷注式固液发动机

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