空间涡轮发电系统设计及性能特性仿真分析韩灿１，李育隆１，田林２，于新刚２，王鹏程２（１．北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京１００１９１；２．北京空间飞行器总体设计部，北京１０００９４）摘要：为解决空间飞行器应急发电问题，利用空间飞行器携带的推进剂为能量源，设计了一套空间涡轮发电系统，建立了稳态及启动过程的数学模型，对系统的稳态和启动特性进行了仿真分析。结果表明：空间涡轮系统可以利用推进剂实现高功率发电，系统可以启动和稳定运行；系统在设计点稳定运行时，推进剂流量为２.１ｇ／ｓ，燃气发生器室压为１.３ＭＰａ，燃气发生器出口温度为１２００Ｋ，输出电功率达到１５００Ｗ；当系统运行参数发生扰动偏离设计点时，系统性能会相应变化，混合比不变且氧化剂贮箱增压压力大于设计点０.５ＭＰａ时，涡轮输出功率变为设计值的１.６４倍；系统启动过程仿真得到的性能参数和稳态设计值相对误差小于２％，验证了系统设计的合理性。关键词：空间飞行；涡轮发电；系统设计；性能仿真；能量利用中图分类号：ＴＫ０５文献标识码：Ａ文章编号：１６７４⁃５８２５（２０２３）０１⁃０１１０⁃０８收稿日期：２０２２⁃０８⁃２９；修回日期：２０２２⁃１１⁃１５第一作者：韩灿，女，硕士研究生，研究方向为航天器能源利用技术。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｈａｎｃａｎ１２２７＠１２６．ｃｏｍＤｅｓｉｇｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＳｐａｃｅＴｕｒｂｉｎｅＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍＨＡＮＣａｎ１，ＬＩＹｕｌｏｎｇ１，ＴＩＡＮＬｉｎ２，ＹＵＸｉｎｇａｎｇ２，ＷＡＮＧＰｅｎｇｃｈｅｎｇ２（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１，Ｃｈｉｎａ；２．ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅｃｒａｆｔＳｙｓｔｅｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｅｍｅｒｇｅｎｃｙｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｏｆｓｐａｃｅｖｅｈｉｃｌｅｓ，ａｓｐａｃｅｔｕｒｂｉｎｅｐｏｗ⁃ｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｕｓｉｎｇｔｈｅｌｉｑｕｉｄｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｗｉｔｈｉｎｔｈｅｓｐａｃｅｖｅｈｉｃｌｅｓａｓｅ...
