火箭發(fā)動機(jī)燃燒室冷卻通道設(shè)計(jì)工程師崗位招聘考試試卷及答案火箭發(fā)動機(jī)燃燒室冷卻通道設(shè)計(jì)工程師崗位招聘考試試卷一、填空題（每題1分，共10分）1.火箭發(fā)動機(jī)燃燒室最常用的冷卻劑是______（煤油/液氫）。2.再生冷卻的核心是利用______作為冷卻介質(zhì)。3.發(fā)汗冷卻依賴______材料實(shí)現(xiàn)冷卻劑滲透。4.冷卻通道的水力直徑計(jì)算公式為______（4×截面積/濕周）。5.燃燒室壁面與冷卻劑之間的主要傳熱方式是______。6.輻射冷卻主要適用于______工作時(shí)間的發(fā)動機(jī)。7.冷卻通道結(jié)焦的主要原因是______過高。8.再生冷卻中，冷卻劑流動方向通常與燃?xì)饬鲃臃较騙_____（相反）。9.燃燒室壁面常用的高溫材料是______（高溫合金）。10.燒蝕冷卻屬于______（被動）冷卻方式。二、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.火箭發(fā)動機(jī)燃燒室最常用的冷卻方式是（）A.再生冷卻B.發(fā)汗冷卻C.輻射冷卻D.燒蝕冷卻2.以下哪種冷卻通道截面換熱系數(shù)最高？（）A.窄高矩形B.圓形C.梯形D.三角形3.冷卻劑在再生冷卻通道內(nèi)的流動狀態(tài)多為（）A.層流B.湍流C.過渡流D.不確定4.燃燒室壁溫過高不會導(dǎo)致的失效是（）A.熔化B.氧化C.熱疲勞D.硬化5.發(fā)汗冷卻的冷卻劑進(jìn)入燃燒室的方式是（）A.通道噴注B.多孔滲透C.縫隙噴射D.導(dǎo)管輸送6.冷卻通道壓降過大將直接導(dǎo)致（）A.推力增大B.推力減小C.燃燒室壓力升高D.冷卻效果提升7.以下不屬于再生冷卻系統(tǒng)組成的是（）A.冷卻通道B.渦輪泵C.多孔材料D.燃燒室壁8.液氧煤油發(fā)動機(jī)需重點(diǎn)控制壁溫低于（）以避免結(jié)焦A.300℃B.500℃C.700℃D.900℃9.冷卻通道肋片的主要作用是（）A.增加換熱面積B.減小重量C.降低強(qiáng)度D.減少壓降10.輻射冷卻的傳熱途徑不包括（）A.壁面輻射B.內(nèi)部傳導(dǎo)C.冷卻劑對流D.外界吸收三、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.火箭發(fā)動機(jī)燃燒室冷卻方式包括（）A.再生冷卻B.發(fā)汗冷卻C.輻射冷卻D.燒蝕冷卻2.再生冷卻設(shè)計(jì)需考慮的因素有（）A.換熱系數(shù)B.壓降C.壁溫分布D.材料強(qiáng)度3.發(fā)汗冷卻的優(yōu)點(diǎn)是（）A.壁溫均勻B.換熱效率高C.結(jié)構(gòu)簡單D.無額外壓降4.冷卻劑常用類型包括（）A.液氫B.煤油C.酒精D.水5.燃燒室壁溫過高的危害有（）A.熔化B.氧化C.破裂D.凝露6.冷卻通道截面設(shè)計(jì)參數(shù)包括（）A.寬度B.高度C.肋片間距D.水力直徑7.再生冷卻中冷卻劑的流動方向可能是（）A.軸向B.徑向C.與燃?xì)馔駾.與燃?xì)夥聪?.輻射冷卻適用的發(fā)動機(jī)類型（）A.短時(shí)間工作B.小推力C.可重復(fù)使用D.液體火箭9.冷卻通道優(yōu)化目標(biāo)包括（）A.最小化壁溫B.最小化壓降C.最大化換熱D.最大化重量10.燒蝕冷卻的特點(diǎn)是（）A.被動冷卻B.消耗壁面材料C.適用一次性發(fā)動機(jī)D.壁溫穩(wěn)定四、判斷題（每題2分，共20分）1.再生冷卻利用推進(jìn)劑作為冷卻劑（√）2.圓形通道換熱系數(shù)高于矩形通道（×）3.發(fā)汗冷卻需要多孔材料（√）4.壁溫越低冷卻效果越好（×）5.輻射冷卻適用于所有發(fā)動機(jī)（×）6.冷卻通道壓降與長度成正比（√）7.高溫合金是燃燒室壁面常用材料（√）8.燒蝕冷卻屬于主動冷卻（×）9.湍流流動換熱系數(shù)高于層流（√）10.肋片越高換熱效果越好（×）五、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述再生冷卻的工作原理答案：再生冷卻利用火箭推進(jìn)劑（煤油、液氫等）作為冷卻劑，通過燃燒室壁內(nèi)的封閉通道，吸收壁面從高溫燃?xì)鈧鬟f的熱量；冷卻劑升溫后進(jìn)入燃燒室參與燃燒，實(shí)現(xiàn)熱量回收與壁面冷卻的雙重目的，是液體火箭發(fā)動機(jī)最常用的冷卻方式。2.發(fā)汗冷卻與再生冷卻的主要區(qū)別答案：①輸送方式：再生冷卻通過封閉通道，發(fā)汗冷卻通過多孔材料滲透；②換熱方式：再生冷卻為通道內(nèi)對流，發(fā)汗冷卻為滲透+對流；③壁溫控制：發(fā)汗冷卻壁溫更均勻，再生冷卻易局部高溫；④結(jié)構(gòu)復(fù)雜度：發(fā)汗冷卻需多孔材料，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。3.如何平衡冷卻通道的換熱系數(shù)與壓降答案：①優(yōu)化截面（窄高矩形、帶肋片）提升換熱；②控制通道長度、肋片間距避免壓降過大；③采用湍流促進(jìn)結(jié)構(gòu)（擾流柱）增強(qiáng)換熱但核算壓降；④選擇合適流速（湍流但不過高）；⑤用CFD耦合計(jì)算找到最優(yōu)設(shè)計(jì)點(diǎn)。4.燃燒室壁溫過高的危害及控制措施答案：危害：壁面熔化、氧化、熱疲勞破裂，影響發(fā)動機(jī)壽命與安全?？刂拼胧孩龠x再生冷卻等高效方式；②優(yōu)化通道結(jié)構(gòu)（增大換熱面積、提高流速）；③用高溫合金材料；④控制燃?xì)鉁囟龋虎荻虝r(shí)間發(fā)動機(jī)加輻射/燒蝕輔助。六、討論題（每題5分，共10分）1.液氧煤油發(fā)動機(jī)再生冷卻通道設(shè)計(jì)的特殊考慮答案：需重點(diǎn)控制壁溫低于煤油裂解溫度（~500℃）避免結(jié)焦；優(yōu)化通道截面適應(yīng)煤油粘度隨溫度變化；注意高壓差下的通道強(qiáng)度與密封；避免氣塞問題；結(jié)合煤油換熱特性設(shè)計(jì)合適流速（湍流）。2.發(fā)汗冷卻的應(yīng)用前景與挑戰(zhàn)答案：前景：可實(shí)現(xiàn)均勻壁溫，適配高推力、長時(shí)間工作發(fā)動機(jī)（如可重復(fù)使用火箭）。挑戰(zhàn)：多孔材料加工精度與高溫壽命；冷卻劑滲透均勻性控制；材料與冷卻劑相容性；系統(tǒng)復(fù)雜度高；成本較高。突破材料與控制技術(shù)后有望成為下一代關(guān)鍵冷卻技術(shù)。參考答案一、填空題1.煤油/液氫2.推進(jìn)劑3.多孔4.4×截面積/濕周5.對流6.短7.壁溫8.相反9.高溫合金10.被動二、單項(xiàng)選擇題1.A2.A3.B4.D5.B6.B7.C8.B9.A10.C三、