端面燃烧固体火箭发动机的热应力及装填方式

本文结合“7181”端面燃烧固体火箭发动机药柱的脱粘问题从理论上阐述了脱粘的原因及热应力的计算方法,在此基础上提出了克服脱粘问题的几种装填方式供有关人员参考。     

对固体火箭发动机点火药量问题的研究

本文通过对影响固体火箭发动机点燃的主要因素的分析、探讨,从而提出了一条新的计算点火药量的公式。本公式综合考虑了药柱形状、主装药和点火的能量、药柱的温度、推进剂的性能、燃烧室自由容积以及燃烧面积等因素的影响。经过对十多种型号的固体火箭发动机的计算,都能得到比较满意的结果。可供设计、试验作参考。作为固体火箭发动机心脏的点火装置,共点火药量的确定,是一个很重要的问题,     

固体推进剂药柱热-机耦合分析及应用

基于有限元分析的基本原理,建立了热-机耦合问题分析的有限元基本方程,并对固体火箭发动机药柱在固化冷却过程进行了数值仿真.算例表明,热-机耦合分析方法能较好地仿真固体火箭发动机药柱的温度场和应力应变场,对药柱的结构完整性分析提供了一种分析方法.     

大长径比自由装填式固体发动机温度载荷响应分析

以某自由装填式发动机为例,采用三维粘弹性有限元方法,获取不同长径比发动机药柱在高温（＋60℃）和低温（-40℃）时的结构响应,探讨不同长径比自由装填式固体火箭发动机药柱在温度载荷作用下的位移、应力和应变场变化规律。研究结果表明,对自由装填式固体火箭发动机长径比对位移场的影响最为显著,长径比分别为14.5和8.0时,发动机药柱的最大轴向位移高温时减小44.1%、低温时减小43.9%。大长径比自由装填式固体火箭发动机重点关注点火具安装及药柱支撑方式设计。     

基于点火药颗粒的固体火箭发动机点火瞬态过程数值研究

为研究固体火箭发动机点火时点火药颗粒在燃烧室内流动与燃烧特性,以N-S方程,k-ε湍流模型为基础,采用颗粒轨道模型+UDF接口进行二次开发编程,对某型固体火箭发动机点火瞬态过程进行数值仿真分析.计算结果表明:发动机点火过程中,点火药颗粒呈链式反应;点火药颗粒在喷入燃烧室后迅速燃烧,有利于推进剂点火,缩短点火延迟时间;点火药颗粒在燃烧室内运动复杂,在发动机内流场中出现压强震荡、局部高温区域和内外通压强差等复杂现象,这些现象随点火药量的不同而变化,对推进剂点火、药柱结构完整性产生较大的影响.      

改性双基推进剂药柱表面静动态应变测量方法

针对推进剂药柱材料线胀系数大、应变大,传统的电测技术测量其表面应变时死片率高的问题,该文采用近似将应变片植入推进剂装药的粘贴技术,建立了一种改进的测量改性双基推进剂药柱表面应变的电测法。应用该法测量了单孔推进剂药柱在静载荷和冲击载荷作用下的应变响应过程,分析了推进剂材料的延滞回复现象。结果表明:该方法可以准确地测量药柱的的静态、准静态及动态应变等粘弹性力学特征,适于固体火箭发动机推进剂药柱的结构完整性研究。     

“中国航空学会2009年火箭推进技术学术会议”征文

"中国航空学会2009年火箭推进技术学术年会"拟于2009年8月上旬在云南昆明召开,会议主题是:组合推进技术。会议正在征文,范围包括:组合推进技术进展,火箭推进技术需求分析,液体火箭发动机技术,航空发动机技术,固体及特种推进剂技术,固体火箭发动机技术,冲压发动机技术,火箭推进领域信息化技术,燃烧、流动与传热仿真技术,火箭推进试验技术。     

固体火箭发动机喷管喉部沉积问题的探讨

本文根据端面燃烧固体火箭发动机点火试验中出现的喷管喉部沉积问题进行了初步的分析研究,归纳了点火试验中喷管喉部沉积的一些现象和规律,分析了喉部沉积对发动机内弹道性能的影响,探讨了喷管喉部沉积的机理、主要影响因素及消除措施等。探讨中认为在喷管流动中存在的凝聚相金属氧化物粒子是喷管沉积物的物质来源,凝聚相粒子在燃气流中存在滞后,有它自己的流线,凝聚相粒子可能与壁面撞击与接触,在某些条件下则可能沉积。这个沉积过程与在喷管壁面喷涂金属氧化物耐高温涂层的过程有相似之处,壁表面的粗糙度、壁面温度、材料性质以及凝聚相粒子的大小、粒度分布、入射角等影响沉积物与壁面的粘结剪切强度。由于燃气流对喷管壁面的摩擦力及强烈的加热作用,则可能使沉积物熔化、流动,受到冲刷甚至被吹掉。对于小喷管端面燃烧的固体火箭发动机容易发生较严重的喷管喉部沉积问题,喷管喉衬材料的选择、内表面的加工光洁度、台阶间隙、收敛段的造型以及喉衬的热容量等对喉部沉积都是有影响的。     

固化降温过程中固体火箭发动机材料参数的影响分析

给出了药柱在固化降温过程中的热传导和热应力分析的基本方程，且应用有限元法对固体火箭发动机药柱在固化冷却过程中的三维瞬态温度场进行了数值模拟．同时得出了药柱危险点的位置．然后模拟了推进剂参数对危险点的应力应变值的灵敏度．计算结果符合工程实际．     

固体火箭发动机药柱表面缺陷的处理分析

为了分析发动机前翼槽、前伞盘、药柱中段、后伞盘和后翼槽表面划伤缺陷对发动机结构完整性的影响,结合工程实际中对划伤等药柱表面缺陷的铲槽处理方法,由无缺陷固体火箭发动机的结构完整性分析的结果,在发动机的危险部位设置划伤槽,在内压与轴向过载的作用下,用最大Von Misses应变准则评估发动机表面划伤时的结构完整性.     

基于多光谱法的固体火箭发动机羽焰温度测量

对于固体火箭发动机羽焰温度的测量是困难的,了解其温度分布对于研究发动机内燃烧流场的特性有重要价值.考虑到固体火箭发动机羽焰高温、高压和高速燃烧流场的测试要求,使用哈尔滨工业大学研制的6目标8波长高温计进行了地面搭载试验,成功地实现了对固体火箭发动机羽焰温度的测量,并提出了多光谱测温法的新数据处理方法,即基于BP神经网络预估计固体火箭发动机羽焰的发射率与波长之间函数关系,再由逐步回归法实现真温的自动识别.实验结果表明,其真温计算值与火箭发动机设计者提供的理论值之差在土100 K以内,说明多光谱法是一种测量固体火箭发动机羽焰温度的可行方法.     

水射流切割粘弹性药柱的仿真研究

针对要求安全性高的水射流切割药柱操作,研究了如何安全有效的切割清除固体火箭发动机药柱问题。为改善和优化影响切割效果和安全性的射流器工艺参数,提出了基于LS-DYNA软件对五种不同条件下水柱冲击药柱的仿真方案。通过分析,得出水射流切割药柱的机理和合理的切割工艺参数。结果表明,喷口直径越大,导致切割深度越大但对药柱表面压强影响不明显。射流速度越大,导致切割深度越大并且药柱表面压强也越大。采取倾斜切割方式为佳。验证了仿真方案的有效性和实用性。     

一种固体火箭发动机性能可靠度评定方法研究

提出一种以固体火箭发动机在燃烧时的压力峰值和作用时间2个性能指标可靠度为研究对象,对固体火箭发动机性能可靠度的评定方法,并介绍了计算其可靠度的软件。     

抑制中频不稳定性的固体火箭发动机设计

本文通过固体火箭发动机声振增益和阻尼机理的分析,中频不稳定性影响因素及其抑制的实验研究,在不降低发动机重量比冲和体积比冲的前提下,给出一种喷管和挡药板的合理结构设计,抑制了中频不稳定燃烧现象。其结果对固体火箭发动机的设计有实用意义,是抑制具有轴向振模的中频不稳定性的一种有效方法。     

脉冲爆震发动机性能参数计算方法

脉冲爆震发动机作为一种新兴的动力装置,以其优越的性能受到了越来越高的重视。该文简要介绍了基于非稳态燃烧的脉冲爆震发动机有关问题,并采用一维非定常流及一维定常爆震波（ZND）数学模型,确立了脉冲爆震发动机主要性能参数的计算方法。最后将算例的计算机与常规液体火箭发动机及固体火箭发动机的相关参数作了对比,脉冲爆震发动机具有更优越的整体性能,因此,有必要对它进行更进一步的研究。     

CFD软件在SRM内弹道方面的应用

随着计算流体力学(CFD)的不断发展,利用计算机对火箭发动机燃烧室内气体的流动过程进行数值模拟已经成为固体火箭发动机设计中非常重要的一种研究手段。本文使用通用流体软件对某微型火箭发动机内弹道特性进行了研究,并通过与理论计算所得数值的比较,证明了模拟结果的正确性。     

龙滨1型火箭研制过程中出现的低压不稳定燃烧现象和分析

一、前言“龙滨1型消雹降雨火箭”(以下简称“龙1火箭”)的小型固体火箭发动机,采用聚硫橡胶——过氯酸铵类型的复合火药做为推进剂。为了提高“龙1火箭”的性能,满足维护使用、生产工艺和材料选取等方面的要求,在发动机设计上,选取了较低的燃烧室压力。因而,在研制过程中,出现了“点火延迟时间长”、“继续燃烧”等低压下的不稳定燃烧现象。并且是以一定的规律多次地出现,成了发动机研制工作主要解决的问题之一。     

N2O-PMMA小型混合火箭发动机试验研究

为研究小型氧化二氮(N2O)-有机玻璃(PMMA)混合火箭发动机,搭建了试验平台,设计并制造了N2O-PM-MA混合发动机试验样机。通过试验验证了试验平台和发动机设计,获得了N2O-PMMA混合发动机燃料燃速和氧化剂质量速度的关系公式。利用试验数据分析了燃料药柱几何尺寸、氧化剂质量速度和发动机喷嘴喉径对燃烧效率及推进性能的影响,探讨了这种发动机的优化设计范围。研究结果为未来小型混合发动机的工程应用提供了试验平台和科学依据。     

基于时间序列相关处理的三维超声成像检测方法

针对固体火箭发动机药柱缺陷的检测要求，提出了一种利用超声波透射原理的数字成像检测方法，该方法不仅可以解决用单探头反射法无法解决的穿透问题，而且可以解决传统的双探头透射法不能解决的缺陷定位问题，经原理性实验验证，该方法切实可行。     

固体火箭发动机壳体的断裂设计问题

固体火箭发动机壳体在采用了超高强度钢之后产生了低应力爆破问题,其原因是由于发动机壳体上存在微小的表面裂纹所致。本文就固体火箭发动机壳体上几种表面裂纹,如发动机筒体上的轴向表面裂纹,在弯曲应力状态下的发动机壳体的表面裂纹,在复合应力状态下的发动机壳体表面裂纹,进行了分析讨论,并提出了相应的断裂力学计算公式。在此基础上,我们对固体火箭发动机壳体的断裂设计阐述一些看法。