[发明专利]基于模板的燃气发生器向导式设计方法

说明书

本发明公布了一种基于模板的燃气发生器向导式设计方法，包括1)确定总体分配的技术要求；2)概要设计：对总体分配的技术要求进行分析和解读，根据技术要求初选主要设计参数，并进行初步的性能指标参数计算；3)部件设计，对组成燃气发生器的各个组成部分分别进行参数建模等步骤，本发明通过向导式设计方法固化设计经验，缩短设计时间，减少设计问题；通过参数化建模，简化模型修改过程，让优化成为可能；基于模板设计，让设计任务类型化，更方便选择和设计。

技术领域

本发明属于航空宇航推进技术研究范畴，涉及一种基于模板的燃气发生器向导式设计方法。

背景技术

单组元燃气发生器是微小型液体火箭发动机中的一种，常用于飞行器的姿轨控动力系统。根据总体对单组元燃气发生器的要求和初步确定的组件，在合理的技术条件和限制范围内开始燃气发生器的系统设计。

由于燃气发生器的设计有一定的设计规程，加之选用参数繁多，燃气发生器设计工作者经常需要花费大量的精力进行繁忙的绘图和计算，通过优化选择、反复迭代和实验验证来不断改进组件特性和系统特性，以满足设计要求，完成燃气发生器的最终设计。燃气发生器设计与总体设计常常是重叠、交错和反复进行的过程。

在以往的单组元燃气发生器设计过程中，具有丰富专业知识和经验的设计人员对整个设计过程起着举足轻重的作用。而且在实际工作中会出现一些不必要的差错。目前的设计方案流程效率低，模型修改困难、耗时。而且设计质量因人而异，很没有保障。所以，传统的设计方法可谓是门槛高，效率低，质量也不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合单组元燃气发生器设计方法，克服现有设计方法的不足。

本发明的技术解决方案是：本发明基于模板的单组元燃气发生器向导式设计方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1)确定总体分配的技术要求

2)概要设计：对总体分配的技术要求进行分析和解读，根据技术要求初选主要设计参数，并进行初步的性能指标参数计算，具体为：

2.1)：根据总体要求的燃气发生器主要技术指标，确定燃气发生器的宏观结构参数；

2.2)根据2.1)中确定的参数，在已定型的燃气发生器性能参数中，选择本次设计的燃气发生器的分解室参数；

2.3)根据2.1)及2.2)中确定的参数进行热力计算，给出燃气发生器的主要性能参数；

2.4)如果步骤2.3)中得到的主要性能参数能满足总体分配的技术要求，则进行下一步设计，反之调整步骤2.1-2.2中的参数，重新计算；

2.5)将步骤2.1)、2.2)及2.3)中最终确定的符合总体技术要求的参数汇总成表；

3)部件设计

3.1)参数建模：对组成燃气发生器的各个组成部分分别进行参数建模；参数化建模时，将燃气发生器的关键设计参数变量化，提取已定型的燃气发生器模型中众多设计参数之间的主要约束关系，并将其固化在模板中；为优化设计和变量化驱动三维建模提供数据接口和技术支持；

3.2)根据概要设计中与装配相关的参数，对各部件参数模模板中的与装配相 关的参数进行调整，保证各部件的可靠装配；

3.3)根据概要设置中的相关参数设置及以往成熟设计经验，确定各部件参数模板中的其余的变量参数值，完成各部件的详细设计；

4)仿真验证。

上述单组元燃气发生器的模板主要由头部设计模板、分解室设计模板和喷管组成设计模板组成。

上述头部设计模板包括喷注器设计子模板、喷注管设计子模板及头部辅助结构设计子模板。