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World File Search System预燃室
可再生甲醇作为重型发动机燃料
摘要：为了实现气候目标，全球必须摆脱化石燃料。对于电气化不切实际的行业，找到可持续的能源载体至关重要。可再生甲醇因其多种可持续的生产方法而被广泛认为是一种有前途的燃料，可用于为航运、货运、农业和工业机械等重型应用提供动力。虽然目前的技术努力主要集中在航运领域的双燃料发动机上，但未来的进展取决于使用可再生甲醇的单一燃料解决方案，以实现重型领域的净零目标。本综述研究了使甲醇成为重型应用唯一燃料的技术的研究现状。文献中出现了三个主要类别：火花点火、压缩点火和预燃室系统。分析了每个概念的运行原理和效率、稳定性和排放特征。火花点火概念是一种成熟度高、经济高效的解决方案。然而，它们面临着爆震问题的限制，限制了较大孔径的功率输出。压缩点火概念本质上不会受到末端气体自燃的影响，但由于甲醇十六烷值低，因此会遇到与可燃性相关的挑战。尽管如此，仍存在各种实现甲醇自燃的方法。要在所有负载点实现稳定燃烧，需要结合多种技术。预燃室技术尽管成熟度较低，但有望通过充当分布式点火源来延长爆震极限并提高效率。此外，混合控制预燃室概念显示出消除爆震以及相关尺寸和功率限制的潜力。本评论最后比较了每种技术并确定了未来研究的差距。
燃气发动机控制系统 - heinzmann
KRONOS 40 系统可安装在预燃室燃气发动机的速度/负载控制系统中。KRONOS 40 基于 MEGASOL 燃气喷射阀和成熟的 DARDANOS 电磁阀控制，可执行速度/负载控制以及燃气阀控制。阀门和控制装置类型的范围意味着该系统具有高度灵活性，可以适应不同的发动机尺寸、气缸配置和功能。集成的废气温度传感可实现所有气缸的精确定时及其监控。这意味着发动机以高效率、低排放和保护发动机部件的方式实现最佳运行。附加传感器技术可以进一步增强这些功能。
燃气发动机控制系统 - heinzmann
KRONOS 40 系统可安装在预燃室燃气发动机的速度/负载控制系统中。KRONOS 40 基于 MEGASOL 燃气喷射阀和成熟的 DARDANOS 电磁阀控制，可执行速度/负载控制以及燃气阀控制。阀门和控制装置类型的范围意味着该系统具有高度灵活性，可以适应不同的发动机尺寸、气缸配置和功能。集成的废气温度传感可实现所有气缸的精确定时及其监控。这意味着发动机以高效率、低排放和保护发动机部件的方式实现最佳运行。附加传感器技术可以进一步增强这些功能。
HiSST：第三届高速国际会议...
项目一开始，分级燃烧循环火箭发动机就被选定为基准推进系统，其燃烧室压力为 16 MPa [3]。全流量分级燃烧循环采用燃料富集的预燃室燃气轮机驱动氢泵，采用氧化剂富集的预燃室燃气轮机驱动液氧泵，是 SpaceLiner 主发动机 (SLME) 的首选设计方案。SpaceX 已经将雄心勃勃的全流量循环用于配备 Raptor 发动机的 Starship&SuperHeavy [39]。从某些方面来看，SpaceX 的这一概念与 SpaceLiner 想要成为的多任务可重复使用运载火箭类似 [9]。Raptor 发动机受到其星际任务的影响，因此使用了不同的推进剂组合 LOX-LCH4，这种组合有朝一日可能会在火星上现场生产。 SpaceLiner 7 要求助推级发动机的真空推力高达 2350 kN，海平面推力为 2100 kN，载客级则分别为 2400 kN 和 2000 kN。这些值对应于 6.5 的混合比，标称运行 MR 范围要求为 6.5 至 5.5。SpaceLiner 8 的配置目前处于初步定义阶段，其发动机推力与 SL7 保持类似的水平。这些推力足以满足超重型运载火箭的应用，并且与欧洲地面测试基础设施的限制兼容。法国目前正在研究一种部分类似的分级燃烧 LOX/甲烷发动机，推力范围从 2000 kN 到 2500 kN，名为 PROMETHEUS-X。[20] 助推级和载客级/轨道器 SLME 发动机的膨胀比已调整到各自的最佳值；而质量流量、涡轮机械和燃烧室在基准配置中假定保持不变 [18]。表 3 概述了通过循环分析获得的标称 MR 范围内的主要 SLME 发动机运行数据 [19]。表中列出了 SpaceLiner 两种不同喷嘴膨胀比（33 和 59）的性能数据。[19] 中显示了 SLME 的完整预定义运行范围，包括极端运行点。
航天飞机主发动机
太空运输系统 HAER No. TX-116 第 248 页 第三部分 航天飞机主发动机 简介 航天飞机主发动机 (SSME) 是世界上第一台也是唯一一台适用于载人航天的完全可重复使用、高性能液体火箭发动机。分级燃烧发动机燃烧 LO2 和 LH2 的混合物将航天器送入太空。ET 为三个 SSME 提供燃料和氧化剂，SSME 在动力飞行的前两分钟与双 SRB 协同工作。发动机从点火到 MECO 总共运行了大约八分半钟，燃烧了超过 160 万磅（约 528,000 加仑）的推进剂。SSME 为航天飞机提供了超过 120 万磅的推力。SSME 分级燃烧循环分两步燃烧燃料。首先，双预燃室燃烧涡轮泵中的大部分氢气和部分氧气，产生高压和有限温度下的富氢气体。热气流推动高压涡轮泵中的涡轮。涡轮废气流入主燃烧室，燃料在这里完全燃烧，产生高压高温的富氢气体。主燃烧室的废气通过喷嘴膨胀产生推力。在海平面，推进剂为每个发动机提供大约 380,000 磅的推力，额定功率水平 (RPL) 或 100% 推力；390,000 磅的标称功率水平 (NPL) 或 104.5% 的 RPL；420,000 磅的全功率水平 (FPL) 或 109% 的 RPL（或在真空中分别约为 470,000 磅、490,000 磅和 512,000 磅）。发动机可在 67% 至 109% RPL 的推力范围内以百分之一的增量进行节流。所有三个主发动机同时收到相同的节流命令。这在升空和初始上升期间提供了高推力水平，但允许在最后的上升阶段降低推力。发动机在上升过程中采用万向节来控制俯仰、偏航和滚转。SSME 的运行温度比当今常用的任何机械系统都要高。点火前，地球上第二冷的液体 LH2 的温度为零下 423 华氏度。点火后，燃烧室温度达到 6,000 华氏度，比铁的沸点还要高。为了满足严酷操作环境的要求，开发了特殊合金，例如 NARloy-Z（Rocketdyne）和 Inconel Alloy 718（Special Metals Corporation）。 1036 后者是一种镍基高温合金，用于大约 1,500 个发动机部件，按重量计算约占 SSME 的 51%。