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作者：余鹏;张禹;赵婷;林庆国;许建国;关亮;吴凌峰;陈泓宇;
单位：上海空间推进研究所;空间高效能推进技术及应用全国重点实验室;上海空间发动机工程技术研究中心;哈尔滨工业大学能源科学与工程学院;
摘要：为提高姿轨控发动机燃烧过程及推进性能数值预测精度，本文面向姿轨控发动机燃烧室主流区/边区反应过程进行甲基肼（CH_3NHNH_2,MMH）-四氧化二氮（N_2O_4,NTO）简化反应机理开发。针对已有骨干机理缺乏甲基肼分解反应路径的不足，本文细化了MMH的分解反应路径，提出包含34组分及50步基元反应的SISP50机理。研究通过在宽工况范围内对已有简化反应机理和多步反应机理在点火延迟时间和平衡反应温度方面的对比，验证了SISP50机理的准确性。针对自燃推进剂姿轨控发动机的工作场景，研究基于SISP50机理对起动阶段主流区、稳定燃烧阶段主流区及边区的反应特征进行研究。研究发现，在发动机起动阶段主流区反应中，MMH反应以冷反应阶段的NO_2脱氢和点火反应阶段的OH脱氢反应为主，脱氢反应对热量积累的贡献最大。在稳定燃烧阶段主流区反应中，由于主流区的高温环境，MMH以直接分解路径为主，分解产生的小分子产物加速反应提早进入自由基反应阶段。主流区同时存在MMH的解离反应峰和氧化反应峰，氧化反应峰由小分子-自由基反应贡献。在稳定燃烧阶段边区反应中，既存在MMH的直接分解反应同时又存在MMH的脱氢反应，边区反应产物以还原性产物（H_2,NH_3,N_2及HCN）为主，符合姿轨控发动机边区工作特性。
关键词：姿轨控发动机;;自燃推进剂;;甲基肼-四氧化二氮;;反应机理;;反应路径
基金资助：国家自然科学基金（U21B2088）;; 中国航天科技集团推进技术自主研发项目（2023Tm·YY5329Fc）;; 国防科技基础加强计划技术领域基金~~
