中国航天日|虚拟仿真助力火箭发动机热力循环实验

一、前言

1970年4月24日，中国首颗人造地球卫星“东方红一号”成功发射，标志着中国成为全球第五个独立发射卫星的国家。2016年4月24日，为纪念“东方红一号”发射46周年，首个中国航天日诞生。海上生明月，九天揽星河。随着第十个“中国航天日”的到来，我国航天事业已取得诸多伟大成就。

作为航天器的核心动力，火箭发动机动力设计与优化已成为航天领域的关键研究方向，行业亟需具备动力系统热力循环设计、故障诊断及可靠性分析能力的专业化人才。北京象新力基于火箭发动机动力循环系统的设计原理与工程实践，研发了火箭发动机动力循环设计与仿真虚拟实验软件，让学生自由设计，自由探索，自由构建火箭发动机的动力循环系统，由浅入深，由易到难了解火箭发动机。

二、软件介绍

本软件通过MAYA+UNITY三维解决方案制作3D内部结构及工作原理动画，可让学生全方位立体模拟火箭发动机动力循环的结构、特点、功能，直观、详实、全方位动态了解设备功能及特点。

软件实验共分为实验介绍、部件特性、动力循环系统搭建和系统设计和性能探究四个部分。

三、产品特点

本实验将所有火箭发动机上的设备作为模块提供给学生，定义一套闭包性图形化建模语言。软件支持学生自由设计，自由搭建，自由探索，自由构建火箭发动机的动力循环系统。同时内置庞大模块化组件库，同时支持用户自定义模块。

软件还支持三种计算模式，支持6大循环模式，让用户由浅入深，由易到难了解火箭发动机。

四、实验内容

1、实验介绍

“实验介绍”模块可了解火箭发动机系统性能探究实验的实验目的，实验内容，学习动力循环的相关理论知识。

2、部件特性

“部件特性”模块可了解动力循环系统的各个部件的特性。并对单个部件进行性能的探究，为复杂的系统性能探索积累知识和经验。

3、动力循环系统搭建

“动力循环系统搭建”模块可了解各种动力循环系统的系统图，为进行发动机动力系统的设计积累知识和经验。

4、系统设计和性能探究

“系统设计和性能探究”模块包括“功率平衡计算”、“静态特性计算”、“动态特性计算”，让用户学会进行不同动力循环类型发动机的设计和搭建，学会进行发动机主要性能参数及其影响参数的探究。

五、支撑课程

本产品可广泛应用于本科和高职类院校的实训和课程教学，主要针对航天航空专业、能源与动力工程相关专业领域，可匹配火箭发动机原理、燃烧学和推进剂原理、航空发动机结构分析与设计等课程。