低溫液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)氫主閥動(dòng)態(tài)特性仿真分析

鐘夢(mèng)妮，杜蘭君，李文凱

低溫液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)氫主閥動(dòng)態(tài)特性仿真分析

鐘夢(mèng)妮，杜蘭君，李文凱

（北京航天動(dòng)力研究所，北京，100076）

低溫液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)閥門多采用氣控菌閥，閥門開關(guān)動(dòng)態(tài)特性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和關(guān)機(jī)性能存在重要影響。因此，在設(shè)計(jì)階段獲取準(zhǔn)確的閥門開關(guān)動(dòng)態(tài)特性至關(guān)重要。針對(duì)某型低溫膨脹循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)氫主閥，采用AMESim仿真軟件對(duì)其工作過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性仿真，以獲得閥門啟閉動(dòng)作時(shí)間與啟閉過(guò)程中出口壓力變化情況，并將仿真結(jié)果與試車數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明：仿真結(jié)果與試車數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)基本一致，低溫下閥門打開時(shí)間變長(zhǎng)，關(guān)閉時(shí)間不變。同時(shí)對(duì)影響閥門啟閉動(dòng)作時(shí)間的參數(shù)進(jìn)行分析，結(jié)果顯示閥門動(dòng)作時(shí)間隨開關(guān)作動(dòng)力增大而減少，隨控制腔容積增大而增加。因此，提出的氣控菌閥動(dòng)態(tài)特性仿真方法具有較高的可行性和準(zhǔn)確性，可用于各類氣控菌閥動(dòng)態(tài)特性分析，為氣控菌閥設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)，有助于縮短產(chǎn)品研制周期，降低生產(chǎn)成本。

低溫液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)；氫主閥；動(dòng)態(tài)特性；優(yōu)化分析

0 引 言

氫主閥是低溫液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組件之一，用作氫介質(zhì)進(jìn)入推力室的開關(guān)，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和關(guān)閉均需通過(guò)氫主閥來(lái)提供或切斷燃料供應(yīng)。因此，氫主閥的開關(guān)動(dòng)態(tài)特性對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能存在重要影響。盡管在設(shè)計(jì)階段發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)對(duì)氫主閥提出了關(guān)閉時(shí)間要求，但目前仍未找到有效手段對(duì)氫主閥的動(dòng)作時(shí)間進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，只能通過(guò)后期發(fā)動(dòng)機(jī)試車來(lái)獲取數(shù)據(jù)，經(jīng)濟(jì)成本和時(shí)間成本都相對(duì)較高。

基于該現(xiàn)狀，本文采用AMESim仿真軟件對(duì)氫主閥的工作過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性仿真[1-3]，獲得閥門啟閉動(dòng)作時(shí)間與啟閉過(guò)程中出口壓力變化情況。同時(shí)將閥門配套發(fā)動(dòng)機(jī)試車，獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，從而驗(yàn)證仿真方法的準(zhǔn)確性。用以解決在設(shè)計(jì)階段難以準(zhǔn)確評(píng)估閥門啟閉動(dòng)作時(shí)間的問(wèn)題。此外，還對(duì)影響氫主閥啟閉動(dòng)作時(shí)間的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析，為相關(guān)氣控菌閥設(shè)計(jì)提供了一定的參考依據(jù)。

1 氫主閥結(jié)構(gòu)原理

氫主閥為一種兩位兩通氣控菌閥，有兩個(gè)作動(dòng)腔，分別控制閥門打開與關(guān)閉。如圖1所示，氫主閥分別由殼體、活門、波紋管組件和彈簧組成，其中波紋管組件是通過(guò)大波紋管、小波紋管和導(dǎo)桿等零件焊接而成。氫主閥主要參數(shù)見表1。

圖1 氫主閥結(jié)構(gòu)

表1 氫主閥主要參數(shù)

Tab.1 Main parameters of main hydrogen valve

主要參數(shù)數(shù)值主要參數(shù)數(shù)值 工作介質(zhì)氣氫大波紋管剛度/(N·mm-1)80 工作介質(zhì)壓力/MPa0.25～5.4小波紋管剛度/(N·mm-1)60 介質(zhì)溫度/K213大波紋管外腔有效面積/mm21959 控制氣氦氣大波紋管內(nèi)腔有效面積/mm21852 控制腔壓力/MPa5小波紋管外腔有效面積/mm2980 關(guān)閉響應(yīng)時(shí)間設(shè)計(jì)要求/ms100小波紋管內(nèi)腔有效面積/mm2918 彈簧剛度/（N·mm-1）40.4閥門行程/mm11

閥門裝配狀態(tài)為常閉，靠彈簧力克服波紋管的彈力使活門壓緊在殼體閥座上保持密封。發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)冷時(shí)，閥門關(guān)腔通控制氣，關(guān)腔氣壓力、預(yù)冷介質(zhì)力與彈簧力共同將活門壓緊在閥座上保證低壓密封。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)段，需要閥門打開時(shí)，關(guān)腔撤氣，開腔通氣，開腔氣壓力和入口低壓介質(zhì)力克服彈簧力和波紋管彈力打開閥門，主級(jí)工作段維持打開狀態(tài)。關(guān)機(jī)時(shí)，開腔撤氣，關(guān)腔通氣，關(guān)腔氣壓力與彈簧力、波紋管彈力、密封面不平衡面積介質(zhì)壓差力一起克服入口介質(zhì)作用在小波紋管上的力，使閥門關(guān)閉。

2 閥門動(dòng)態(tài)特性仿真分析

AMESim作為多學(xué)科領(lǐng)域復(fù)雜系統(tǒng)建模與仿真平臺(tái)，已廣泛應(yīng)用于航空航天、車輛、船舶、工程機(jī)械等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，對(duì)于閥門專業(yè)，則主要利用其中的液壓庫(kù)、氣動(dòng)庫(kù)、機(jī)械庫(kù)和信號(hào)庫(kù)各類元件進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)、不同功能的閥門建模與仿 真[4-5]。本文采用AMESim軟件對(duì)氫主閥進(jìn)行建模仿真，以獲取閥門在實(shí)際工作中的動(dòng)態(tài)特性，特別是發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和關(guān)閉過(guò)程中的閥門動(dòng)作時(shí)間，從而為相關(guān)氣控菌閥的設(shè)計(jì)提供一定的基礎(chǔ)。

2.1 運(yùn)動(dòng)力學(xué)分析

氫主閥開腔控制氣作用于大波紋管與小波紋管內(nèi)腔，帶動(dòng)導(dǎo)桿向閥門打開的方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閥門打開。當(dāng)閥門需要關(guān)閉時(shí)，開腔撤氣，關(guān)腔通氣，大波紋外腔承受控制氣壓力，使導(dǎo)桿向閥門關(guān)閉的方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)閥門關(guān)閉。在閥門運(yùn)動(dòng)過(guò)程中可以將導(dǎo)桿、活門、大波紋管、小波紋管等組件看作一個(gè)共同運(yùn)動(dòng)質(zhì)量塊，該質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間即為閥門的動(dòng)作速度與時(shí)間。閥門打開過(guò)程經(jīng)歷大波紋管壓縮、小波紋管拉伸，大波紋管壓縮、小波紋管壓縮，大波紋管拉伸、小波紋管壓縮3個(gè)階段[6]。閥門打開時(shí)平衡力學(xué)方程如式（1）所示：

閥門關(guān)閉過(guò)程經(jīng)歷大波紋管拉伸、小波紋管壓縮，大波紋管拉伸、小波紋管拉伸，大波紋管壓縮、小波紋管拉伸3個(gè)階段[6]。閥門關(guān)閉時(shí)平衡力學(xué)方程如 式（2）所示：

式中p為質(zhì)量塊質(zhì)量；為位移；為時(shí)間；k為控制腔壓力；in為入口壓力；out為出口壓力；為密封面不平衡面積；1N和1W分別為大波紋管內(nèi)、外腔有效面積；2N和2W分別為小波紋管內(nèi)、外腔有效面積；W和N分別為大波紋管和小波紋管剛度；W和N分別為大波紋管和小波紋管位移；為彈簧力；為運(yùn)動(dòng)副摩擦力。

從式（1）和式（2）中可以看出影響閥門開關(guān)動(dòng)態(tài)特性的參數(shù)主要有彈性元件剛度、運(yùn)動(dòng)副摩擦力、控制氣壓力、介質(zhì)壓力、密封面不平橫面積、波紋管有效面積、彈性元件位移/變形量。同時(shí)控制腔容積對(duì)控制氣建壓速度存在影響，因此也會(huì)對(duì)閥門開關(guān)動(dòng)態(tài)特性存在影響。

2.2 模型建立

根據(jù)氫主閥結(jié)構(gòu)原理與受力分析，本文選取了AMESim機(jī)械庫(kù)、氣動(dòng)元件設(shè)計(jì)庫(kù)和信號(hào)庫(kù)中的元件進(jìn)行建模。其中質(zhì)量塊元件用于模擬導(dǎo)桿、活門、大波紋管和小波紋管的質(zhì)量、慣性和摩擦阻力；大、小波紋管和活門所受氣體壓力使用活塞元件模擬；活門和閥座使用氣動(dòng)擋板噴嘴閥元件模擬；閥門入口介質(zhì)腔、出口介質(zhì)腔、開腔控制腔、關(guān)腔控制腔則分別使用4個(gè)可變氣體容積腔進(jìn)行模擬。圖2是建立的AMESim氫主閥模型。

圖2 氫主閥AMESim模型

2.3 參數(shù)設(shè)置

模擬氫主閥試車工作情況，對(duì)控制腔輸入壓力信號(hào)，通入5 MPa氦氣，對(duì)介質(zhì)腔輸入流量信號(hào)，通入2.732 kg/s的氫氣（額定工況）。依據(jù)閥門開關(guān)時(shí)序，設(shè)置輸入條件，如表2所示。為了更真實(shí)地模擬試車過(guò)程，在閥門入口設(shè)置了泄出口，模擬發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)泄出推進(jìn)劑。

表2 氫主閥工作時(shí)序

Tab.2 Operation sequence of main hydrogen valve

時(shí)間/s狀態(tài)輸入條件 0氫主閥關(guān)閉（預(yù)冷）關(guān)腔通控制氣5MPa 10氫主閥打開（發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火）關(guān)腔撤氣，開腔通控制氣5MPa 100氫主閥打開，泄出口打開（發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)機(jī)）泄出口打開 100.3氫主閥關(guān)閉關(guān)腔通控制氣5MPa，開腔撤氣

根據(jù)氫主閥結(jié)構(gòu)設(shè)置元件參數(shù)，其中質(zhì)量塊1 kg，彈簧安裝力1180 N，大波紋管內(nèi)、外腔有效面積分別為1852 mm2和1959 mm2，小波紋管內(nèi)、外腔有效面積分別為918 mm2和980 mm2，活門直徑72 mm，閥門通徑為50 mm，密封面不平衡面積等效直徑為60 mm。

氫主閥工作介質(zhì)為氣氫，溫度約為213 K。低溫環(huán)境會(huì)導(dǎo)致閥門運(yùn)動(dòng)副配合間隙變小，同時(shí)彈性元件剛度增大[7]。經(jīng)分析，金屬運(yùn)動(dòng)副配合間隙變小不會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)副摩擦力產(chǎn)生影響，因此僅考慮低溫環(huán)境對(duì)彈性元件剛度的影響。低溫環(huán)境下彈性元件剛度增大，閥門受力情況發(fā)生變化，從而影響閥門開關(guān)動(dòng)作特性。因此考慮低溫環(huán)境影響，將彈性元件剛度按1.05倍常溫剛度設(shè)置，彈簧剛度為42.4 N/mm，大、小波紋管剛度分別為84 N/mm和63 N/mm。

2.4 仿真結(jié)果

為了驗(yàn)證所建模型及參數(shù)設(shè)置的合理性，將仿真結(jié)果與某次試車數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，仿真時(shí)間設(shè)置為110 s，步長(zhǎng)設(shè)置為0.01 s。圖3比較了試車和仿真的氫主閥進(jìn)、出口壓力，從圖3中可以看出，仿真結(jié)果與試車數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)基本一致，其中額定工作段入口壓力相差約0.1 MPa，仿真精度達(dá)到98%，出口壓力相差約0.05 MPa，仿真精度達(dá)到99%。

圖3 仿真與試車過(guò)程氫主閥進(jìn)出口壓力曲線比較

圖4為氫主閥打開過(guò)程壓力曲線，由圖4可知，仿真結(jié)果和試車數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)基本一致。在10 s時(shí)氫主閥打開，閥門進(jìn)口壓力隨流量上升，出口壓力也隨之上升，啟動(dòng)超調(diào)后壓力穩(wěn)定到額定工況并保持平穩(wěn)。

圖4 仿真與試車過(guò)程氫主閥打開壓力曲線比較

圖5為氫主閥關(guān)閉過(guò)程入口壓力曲線，在100.3 s時(shí)閥門關(guān)閉，此時(shí)由于入口流量還未降到零，因此閥門關(guān)閉瞬間出現(xiàn)了水擊現(xiàn)象。在試車數(shù)據(jù)分析時(shí)，將水擊開始上升拐點(diǎn)到開始下降拐點(diǎn)的時(shí)間差定義為閥門關(guān)閉時(shí)間。由圖5可以看出，試車數(shù)據(jù)和仿真得到的閥門關(guān)閉時(shí)間分別為70 ms和80 ms，兩者基本一致，因此認(rèn)為該仿真分析方法可行。但通過(guò)壓力變化不易判斷閥門打開時(shí)間。閥門真實(shí)動(dòng)作時(shí)間測(cè)量又較困難，因此需要通過(guò)仿真計(jì)算得到閥門真實(shí)動(dòng)作時(shí)間。

圖5 仿真與試車過(guò)程氫主閥關(guān)閉壓力曲線比較

在仿真分析中，可認(rèn)為質(zhì)量塊動(dòng)作時(shí)間即為閥門動(dòng)作時(shí)間，圖6為質(zhì)量塊位移曲線。從圖6a可以看出質(zhì)量塊從位移0 mm點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最大開度11 mm，動(dòng)作了210 ms；從圖6b可以看出質(zhì)量塊從最大開度11 mm運(yùn)動(dòng)到位移0點(diǎn)，動(dòng)作了120 ms。

a）閥門打開

b）閥門關(guān)閉

圖6 質(zhì)量塊位移曲線

Fig.6 Mass block displacement curve

通過(guò)仿真的方法可以得到閥門的打開時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間，同時(shí)從仿真結(jié)果可以得知閥門真實(shí)關(guān)閉時(shí)間比通過(guò)讀取試車關(guān)機(jī)時(shí)氫主閥入口壓力的方法獲得的閥門關(guān)閉時(shí)間長(zhǎng)。

對(duì)比常溫與低溫環(huán)境下（彈性元件剛度不同）閥門動(dòng)作時(shí)間，從圖7中可以看出，閥門在低溫下打開時(shí)間變長(zhǎng)，約增加2 ms，關(guān)閉時(shí)間幾乎不變。

圖7 不同溫度下質(zhì)量塊位移曲線

3 動(dòng)態(tài)特性影響因素分析

從以上仿真結(jié)果分析可以看出，該仿真方法獲得的數(shù)據(jù)與試車數(shù)據(jù)基本吻合，能真實(shí)有效地反映閥門的開關(guān)動(dòng)態(tài)特性，因此利用該仿真方法進(jìn)一步分析，對(duì)影響閥門啟閉動(dòng)作時(shí)間的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，從而為相關(guān)氣控菌閥的設(shè)計(jì)提供一定的參考依據(jù)。

針對(duì)影響閥門啟閉動(dòng)作時(shí)間的參數(shù)進(jìn)行分析，介質(zhì)壓力、控制氣壓力、密封面不平橫面積、波紋管有效面積、彈性元件位移/變形量、彈性元件剛度、運(yùn)動(dòng)副摩擦力等參數(shù)均是通過(guò)改變閥門動(dòng)作時(shí)的作動(dòng)力大小，使閥門動(dòng)作時(shí)間發(fā)生變化，因此選取控制氣壓力這一參數(shù)，通過(guò)設(shè)置不同工況進(jìn)行仿真分析，以獲取閥門作動(dòng)力變化與閥門動(dòng)作時(shí)間的關(guān)系。同時(shí)，控制腔容積對(duì)控制氣建壓速度存在影響，因此針對(duì)控制腔容積，設(shè)置不同工況進(jìn)行仿真分析。

3.1 控制腔壓力影響

將閥門控制腔壓力分別設(shè)置為4.0 MPa、4.5 MPa、5 MPa、5.5 MPa和6.0 MPa，其余參數(shù)相同，仿真結(jié)果見圖8、圖9、圖10和表3。從仿真結(jié)果可以看出，隨著控制腔壓力增加，閥門打開和關(guān)閉時(shí)刻不變，打開時(shí)間與關(guān)閉時(shí)間均有減少的趨勢(shì)?？刂魄粔毫υ酱螅y門動(dòng)作的主動(dòng)力和動(dòng)作速度也就越大，從而使得動(dòng)作時(shí)間減少。

由式（1）、式（2）可得，控制腔壓力每增加0.5 MPa，閥門打開作動(dòng)力增加約467 N，關(guān)閉作動(dòng)力增加約980 N。由表3和圖10可知，閥門打開作動(dòng)力每增加467 N，閥門打開時(shí)間平均減少約16.5 ms，隨著作動(dòng)力增大，閥門打開時(shí)間減少趨勢(shì)變緩。閥門關(guān)閉作動(dòng)力每增加 980 N，閥門關(guān)閉時(shí)間平均減少約4.75 ms，且隨著作動(dòng)力增大，閥門關(guān)閉時(shí)間減少趨勢(shì)變緩。

圖8 不同控制腔壓力下閥門打開位移曲線

圖9 不同控制腔壓力下閥門關(guān)閉位移曲線

圖10 不同控制腔壓力下閥門動(dòng)作時(shí)間曲線

表3 不同控制腔壓力的閥門動(dòng)作時(shí)間

Tab.3 Valve operation time with different pressure of control chamber

控制腔壓力/MPa閥門打開時(shí)刻s閥門打開時(shí)間ms閥門關(guān)閉時(shí)刻s閥門關(guān)閉時(shí)間ms 4.010.01247100.3122 4.510.01223100.3116 5.010.01207100.3111 5.510.01192100.3107 6.010.01181100.3103

3.2 控制腔容積影響

將閥門控制腔容積分別設(shè)置為0.05 L、0.1 L、0.15 L、0.2 L和0.25 L，其余參數(shù)相同，仿真結(jié)果見圖11、 圖12、圖13和表4。從仿真結(jié)果可以看出，隨著控制腔容積增加，閥門開始打開時(shí)刻和開始關(guān)閉時(shí)刻逐漸往后延遲，該現(xiàn)象是由于控制腔容積增大，控制氣建壓變慢。同時(shí)閥門打開時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間都有增加趨勢(shì)，基本呈線性增加。從圖13和表4中可以看出，控制腔容積每增加0.05 L，閥門打開時(shí)刻平均延遲約5.25 ms，關(guān)閉時(shí)刻平均延遲約1.5 ms，閥門打開時(shí)間平均增加約2.75 ms，關(guān)閉時(shí)間平均增加約2.25 ms。

圖11 不同控制腔容積下閥門打開位移曲線

圖12 不同控制腔容積下閥門關(guān)閉位移曲線

圖13 不同控制腔容積下閥門動(dòng)作時(shí)間曲線

表4 不同控制腔容積的閥門動(dòng)作時(shí)間

Tab.4 Valve operation time with different volume of control chamber

控制腔容積/L閥門打開時(shí)刻s閥門打開時(shí)間ms閥門關(guān)閉時(shí)刻s閥門關(guān)閉時(shí)間ms 0.0510.005203100.301106 0.110.01206100.302109 0.1510.015209100.304111 0.210.02212100.305113 0.2510.026214100.307115

4 結(jié) 論

本文基于AMESim仿真平臺(tái)，對(duì)某型低溫膨脹循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)氫主閥進(jìn)行建模仿真，將仿真結(jié)果與試車數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明，仿真結(jié)果與試車數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)基本一致，吻合較好，驗(yàn)證了該仿真方法的可行性、合理性和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)了在設(shè)計(jì)階段對(duì)閥門開關(guān)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)分析，從而為相關(guān)氣控菌閥的設(shè)計(jì)提供了一定的參考依據(jù)。此外，還對(duì)影響閥門啟閉動(dòng)作時(shí)間的參數(shù)進(jìn)行分析，主要得到以下結(jié)論：

a）隨著閥門開關(guān)作動(dòng)力增加，閥門打開和關(guān)閉時(shí)刻不變，打開時(shí)間與關(guān)閉時(shí)間均有減少的趨勢(shì)。在本算例中，閥門打開作動(dòng)力每增加467 N，閥門打開時(shí)間平均減少約16.5 ms，且隨著作動(dòng)力增大，閥門打開時(shí)間減少趨勢(shì)變緩。閥門關(guān)閉作動(dòng)力每增加980 N，閥門關(guān)閉時(shí)間平均減少約4.75 ms，且隨著作動(dòng)力增大，閥門關(guān)閉時(shí)間減少趨勢(shì)變緩。

b）當(dāng)控制腔容積增大，閥門開始打開時(shí)刻和開始關(guān)閉時(shí)刻逐漸往后延遲，該現(xiàn)象是由于控制腔容積增大，控制氣建壓變慢。同時(shí)閥門打開時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間都增大，基本呈線性增加。通過(guò)計(jì)算得到控制腔容積每增加0.05 L，閥門打開時(shí)刻平均延遲約5.25 ms，關(guān)閉時(shí)刻平均延遲約1.5 ms，閥門打開時(shí)間平均增加約2.75 ms，關(guān)閉時(shí)間平均增加約2.25 ms。

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The Simulation and Analysis of Hydrogen Main Valve of Cryogenic Liquid Rocket Engine

ZHONG Mengni, DU Lanjun, LI Wenkai

(Beijing Aerospace Propulsion Institute, Beijing, 100076)

The valve of cryogenic liquid rocket engine mostly adopts air-controlled valve structure. The dynamic characteristic of valve has important influence on engine start-up and shut-down performance. Therefore, it is very important to obtain accurate valve dynamic characteristics at the design stage. Aimed at the hydrogen main valve of a cryogenic expander cycle rocket engine, the dynamic performance of the valve is simulated by using the simulation software AMESim, and the simulation results are compared with the test data. The results show that the simulation results are in good agreement with the test data, and valve opening time becomes longer at low temperature and valve closing time remains the same. The valve movement time shortens with the pressure of control chamber, and increases with the control chamber volume. Therefore, the simulation method proposed has high feasibility and accuracy, which can be used to optimize the dynamic performance parameters of all kinds of gas-controlled valve and to provide reference for the design of gas-controlled valve.

the cryogenic liquid rocket engine; hydrogen main valve; kinetic characteristic; optimization analysis

2097-1974(2023)02-0025-06

10.7654/j.issn.2097-1974.20230206

TH136

A

2022-11-29；

2023-03-23

鐘夢(mèng)妮（1991-），女，工程師，主要研究方向?yàn)榈蜏匾后w火箭發(fā)動(dòng)機(jī)閥門設(shè)計(jì)。

杜蘭君（1990-），女，工程師，主要研究方向?yàn)榈蜏匾后w火箭發(fā)動(dòng)機(jī)閥門設(shè)計(jì)。

李文凱（1997-），男，助理工程師，主要研究方向?yàn)榈蜏匾后w火箭發(fā)動(dòng)機(jī)閥門設(shè)計(jì)。