分段式固体火箭助推器研究现状与发展趋势

简述了国外分段式固体火箭发动机现有型号、性能特点及应用情况。对各国现有型号作了较为详细的总结和对比，对发展历程和重大事件作了介绍。并总结了分段式火箭助推器研究现状、关键技术和发展趋势，为国内开展相关预研提供了参考。     

2021年度固体火箭技术进展

从本刊刊载情况看,2021年对于固体火箭发动机技术及其相关领域的发展有几个值得一提的事情.首先,我国自主研发的?3.2 m分段式固体火箭发动机和?3.5 m整体式复合材料缠绕固体火箭发动机相继试车成功,标志着我国打通了?3 m以上大型固体火箭发动机研制的关键技术链路;其次,2021年在以超燃、推力可调可控特种发动机等为...     

固体火箭发动机技术发展综述

火箭发动机的研制始终是推进航天技术和探索未知空间的重要支柱,固体火箭发动机以成本低、可靠性高等特点,常被选作推进系统,针对航天工程中火箭运载、在轨维修和精确制导等技术的需求,重点梳理了多年来美国、俄国、日本、欧洲和中国固体火箭发动机的研究进展与成果。以火箭运载和精确制导为临界点,将固体火箭发动机进行大小型区分,基于整体式和分段式的特点,列表对比了大型固体火箭发动机的长度、直径、推力等重要技术参数。沿着时间的发展主线,概述了小型单/双脉冲固体火箭发动机的工作原理、结构参数、飞行测试结果等。通过对比国内外的研究成果,揭示了国内固体火箭发动机发展的技术差距,提出了固体火箭发动机发展的关键技术。     

固体火箭发动机燃烧不稳定的影响因素分析和最新研究进展

总结和分析了国外对固体火箭发动机中出现的燃烧不稳定问题的理论、数值和实验研究.介绍了国外的研究思路和现状,详细阐述了固体火箭发动机中燃烧不稳定的主要影响因素,以及目前国外公认的不稳定触发机理--声/涡耦合、抑制措施及预测理论方面的进展,总结了有关发展大型分段式固体火箭发动机可能存在燃烧不稳定的相关信息,以期对国内固体火箭发动机在该方面的研究提供一定的参考.     

我国自主研制的最大分段式发动机试车成功

?3.2 m三分段大型固体火箭发动机是由航天四院自主研制的迄今我国直径最大、装药量最大、工作时间最长的固体分段式助推发动机.由分段式燃烧室、固定喷管、点火装置等组成,主要用于集成验证3. 2 m直径多分段发动机点火-流动匹配性、分段燃烧室密封结构、大尺寸C/C喉衬及喷管扩张段分段连接结构等在发动机长时间工作过程中的可靠...     

残余限燃环对大型分段式固体火箭发动机凝相沉积的影响

采用Euler-Lagrangian方法描述固体火箭发动机两相流动过程,数值分析了某大型分段式固体火箭发动机地面试车后在后段燃烧室筒段出现大量的Al2 O3凝相颗粒沉积现象,计算过程中考虑了气相湍流脉动对凝相颗粒的影响,并通过缩比分段式固体火箭发动机地面粒子沉积试验对计算结果进行验证,数值计算与试验结果基本吻合.二者结...     

分段式固体发动机颗粒沉积规律研究

开展了分段式固体发动机颗粒沉积规律研究,探究了分段药柱端面限燃层高度对分段式固体发动机熔渣沉积的影响。结果表明,随着限燃层高度的增大,分段式发动机的熔渣沉积量明显增大,计算结果与试验结果吻合较好。分析认为,造成熔渣沉积量增大的主要原因是随着限燃层高度的增大,颗粒通过限燃层后的速度方向与壁面的夹角逐渐增大,限燃层对颗粒的扰动作用明显增大,后段燃烧室的湍流效应明显增强,最终导致颗粒与壁面的碰撞概率明显增大,熔渣沉积量明显上升。     

燃烧室对接狭缝设计参数对压强振荡的影响研究

为了获得分段式固体发动机药柱对接部位狭缝宽度对发动机压强振荡的影响规律,针对某典型分段式固体发动机建立了二维轴对称模型。采用大涡模拟(LES)方法,以"突扩比"为重要设计参数,完成了6种不同"突扩比"设计条件下的分段式发动机流场稳定性数值模拟,并分别对其压强-时间曲线进行了FFT分析。结果表明,随着"突扩比"的逐渐增大,燃烧室压强振荡频率基本不变,但压强振荡的幅值总体上呈现下降的趋势。所得分析结果已得到试验的初步验证。     

固体火箭发动机能量管理技术及其新进展

固体发动机在工作过程,中通过对能量输出进行调节控制,可明显提高武器系统性能。文章综述了固体双脉冲发动机、固体变推力发动机、固体姿轨控发动机3种典型能量管理发动机技术国内外研究现状。通过对固体发动机能量管理技术发展特点及趋势进行分析,梳理了3种典型发动机关键技术进展情况,并对固体火箭发动机能量管理技术提出了相关建议。     

固体发动机装药装配式组合芯模

介绍了装配式组合芯模。这是一种新型固体发动机装药芯模,适用于翼柱型和锥槽型装药制造。该芯模由若干分段、分块组合而成,可分为悬挂式、分块式、座块式、开窗式等类型。采用组合芯模可保证药型质量,提高发动机的质量比。     

固体火箭发动机多次起动研究述评

本文较全面地介绍了国外研究固体火箭发动机多次起动的方案,包括液控型、单室分段型、双室型、旋流阀控制型、枢轴式喷管型、全固体熄火型和水熄火型等,并分析了各方案的优缺点,指出了今后研究的方向。     

大型分段式固体火箭发动机点火瞬态过程研究

通过建立固体火箭发动机点火瞬态数学模型,对某大型分段式固体火箭发动机工作初期小火箭式点火装置的火焰喷射方式、分段对接部位火焰传播过程以及前后翼燃面的传播过程等进行数值计算研究。计算结果表明,发动机点火过程中,燃烧室内的流动顺畅,没有出现压强异常振荡现象,点火初期的火焰冲击对分段对接部位的绝热结构影响很小,但整个后翼槽药面全部点燃用时在整个火焰传播期用时占比过大。数值计算结果与全尺寸发动机地面热试车结果对比表明,数值计算点火平衡压强、压强爬升时间以及升压速率与地面热试车结果吻合性好。     

1979年固体火箭技术的成就

固体火箭技术恰当地说,1979年在“巨型”发动机方面取得了新的成就。大型固体火箭发动机的陆续成功推动着技术的进展并提高了当前技术水平。从小尺寸发动机简单地按比例放大的方法是不能满足要求的。由于发动机尺寸和重量大幅度增加,在材料、生产和装卸等方面都引起了一系列问题。发动机采用分段制造和分段运输以及在发射场     

固体火箭发动机技术发展和面临的关键技术问题

通过对国内外先进固体火箭发动机进行研究,从战略导弹、战术导弹、航天运载用固体火箭发动机及超音速高超音速固体组合动力四个方面着手,总结与分析了国内外固体火箭发动机的技术特点及技术水平,据此提出了固体火箭发动机的技术发展方向,并指明了各领域固体火箭发动机及固体组合动力面临的关键技术问题,探讨解决关键技术的主要途径,以期为我国固体火箭发动机技术的发展提供参考。     

基于轨迹球交互测量的固体火箭发动机缺陷体空间距离精确测量技术研究

研究了针刺式交互测量技术,分析了该技术的特点与不足,根据固体火箭发动机三维体数据场的特点及故障诊断的需求,提出了基于体绘制的轨迹球交互测量方法,并分别对获取的固体火箭发动机ICT图像模型进行了针刺式交互测量与轨迹球交互测量实验。实验结果表明,轨迹球测量方法能够直观地测量到固体火箭发动机ICT三维图像中缺陷的长度、深度等信息,能够提高测量精度,可为固体火箭发动机故障诊断提供相应依据。     

空空导弹的发展趋势及其对动力装置的需求

在新的世纪里,空空导弹将主要向远程和双射程两个方向发展.对远程空空导弹来说,冲压发动机几乎将成为其动力装置的唯一选择.本文从论述空空导弹的发展趋势入手,重点阐述了远程空空导弹对推进系统的特殊需求,对几种体制的冲压发动机作了详尽的分析和比较研究.本文认为非壅塞式固体火箭冲压发动机和流量可调式固体火箭冲压发动机对于未来的远程空空导弹来说是较有前途的选择.非壅塞式固体火箭冲压发动机技术简单,但性能略显不足;而流量可调式固体火箭冲压发动机虽然技术略微复杂,但性能优良,适应导弹全高度和超低空作战,是极具发展前景的远程空空导弹动力装置.     

喉栓式变推力固体火箭发动机内弹道调节特性

发展了一套电动伺服驱动的喉栓式变推力固体火箭发动机试验系统,研制了喉栓式变推力固体火箭发动机,进行了喉栓式变推力固体火箭发动机内弹道调节特性试验.试验研究表明,耐烧蚀喉栓的轴向运动可实时调节发动机内弹道特性,目前已实现压强的四级调节;发动机内弹道变化相对喉栓运动有一定延迟,但其延迟可为工程所接受.     

航天产品旋压智能制造技术发展设想

基于加工精度高、制品性能优良的特点,旋压技术被广泛用于固体火箭发动机金属壳体制造领域。通过分析旋压技术的复杂性及其"经验型"旋压工艺特点,指出了我国的旋压技术现状与固体火箭发动机高精度、高可靠、高效率生产需求之间的差距。针对我国航天装备发展需求,提出了航天产品旋压智能制造技术发展设想,为航天领域的旋压技术发展和研究提供参考。     

美国固体火箭发动机的优化和自动化设计

本文介绍了美国固体火箭发动机优化和自动化设计技术的发展历史,述评了各厂家采用的优化技术,讨论了计算机通用程序的发展。美国的经验表明,从六十年代中期开始,美国固体火箭发动机设计进入高性能、高精度的发展阶段,计算机对固体火箭发动机技术的广泛应用是关键的因素。现在,日趋完善的优化和自动化设计技术正在使美国的固体火箭发动机技术产生新的飞跃。     

固体火箭冲压发动机技术研究进展

近年来,固体火箭冲压发动机获得飞快发展,本文综述了其技术研究进展,为后续固体火箭冲压发动机技术及相似技术的发展提供借鉴。主要介绍了固体火箭冲压发动机的燃气流量调节技术、贫氧推进剂技术、高效燃烧组织技术、转级技术等关键技术。总结发现国内外关键技术已取得了较全面突破,逐渐进入工程实用阶段,但燃烧基础问题研究不足。因此,有必要进一步深入开展推进剂细观燃烧、多相湍流燃烧、金属颗粒燃烧等基础科学研究,进而促进固体火箭冲压发动机技术发展。