可重复使用液体火箭发动机突变减损控制理论与方法研究

项目名称： 可重复使用液体火箭发动机突变减损控制理论与方法研究

项目编号： No.51206181

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 工程热物理与能源利用学科

项目作者： 程玉强

作者单位： 中国人民解放军国防科学技术大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 减损控制作为一种新型故障控制技术，是延长可重复使用液体火箭发动机工作寿命、提高可靠性和安全性的重要手段。本项目将开展可重复使用液体火箭发动机结构损伤孕育、发生和演化发展机理的探究；运用基于奇点理论、拓扑学方法的突变理论建模方法，解决发动机减损控制结构损伤动力学建模所面临的高维非线性问题；利用所建立的突变模型，进行发动机结构损伤的突变机制、突变边界及其分布规律、临界条件等突变动力学问题的分析与研究；建立发动机突变减损控制优化问题的定量描述和求解方法；探索建立发动机结构损伤突变过程的物理机理和减损控制规律。项目研究成果不仅将对可重复使用液体火箭发动机结构损伤机理和减损控制方法的研究产生推动，有效提升其故障控制的理论技术水平，而且所形成的方法可为同类问题（如航空发动机喘振控制、熄火保护控制、传热恶化控制，超燃冲压火箭发动机不起动控制等）的研究提供重要的参考借鉴意义。

中文关键词： 减损控制；突变理论；可重复使用液体火箭发动机；涡轮；冷却夹套隔片

英文摘要： As a new fault control technique, damage-mitigating control is very important to extend the service life and improve the reliability and security of the reusable liquid-propellant rocket engines.So,the mechanism of the gestation,occurrence and evolvement of the structural damage will be firstly explored for the engines.Secondly,to solve the high-dimensional and non-linear limitations existed in the dynamic modeling and analysis of damage-mitigating control for engines,a catastrophe theory based method will be studied and proposed in the project based on the odd point theory and topology method. Thirdly, in order to explore and construct the physical mechanism and damage-mitigating disciplines of the catastrophe process for engine's structural damage, problmes such as the borderlines,distribution rules and detailed critical conditions of the catastrophes will be not only analyzed and researched based on the constructed catastrophe models, and also the results will be uesd to found effective methods of quantitative description and computation for the optimal strategy in the catastrophe damage-mitigating control of engines. Results of the research will not only provide great promotion for the research in the damage-mitigating control mechanism and method of resuable rocket engines, and also they will advance the t

英文关键词： Damage-mitigating Control；Catastrophe Theory；The Reusable Liguid-propellant Rochet Engine；Turbine；Coolant Channel Ligament