大力神ⅣB运载火箭和推进系统

大力神ⅣB运载火箭在过去的12次飞行中表现出了优良的性能.其中,它的大型轻质固体发动机采用改性推进剂、三段石墨复合材料壳体和柔性喷管,是经飞行考验最大的固体火箭发动机之一.芯级火箭一、二级发动机推进剂为四氧化二氮/混肼50、半人马座上面级发动机为液氢/液氧,可把超过5760kg的有效载荷直接送入地球同步轨道.广泛运用于各种型号运载火箭的高能量半人马座上面级发动机,在飞行过程中能三次起动,第一次点火到达停泊轨道,在停泊轨道第二次点火将自身和卫星送入大椭圆轨道,经5到7小时滑行后再次点火到达地球同步轨道的高度,在大力神Ⅳ/半人马座运载火箭上它的工作时间创造了最长的记录.     

火箭发动机聚氨酯包复层配方

本发明叙述制造固体推进剂发动机用的聚氨酯配方,着重叙述火箭发动机燃烧室即壳体的完全固化包复层。由于种种原因,固体推进剂发动机需要有包复层,使发动机壳体具有不透气性;在壳体与推进剂之间形成一层绝热薄膜;并作为壳体与推进剂之间增强推进剂粘结的中间层。业已     

固体火箭发动机撞击变形及装药内部热点形成数值分析

以热粘弹理论和动力有限元法为基础,结合机械撞击载荷下固体推进剂裂纹摩擦热点细观模型,分析计算了发动机壳体和装药结构撞击变形及装药内部热点形成,确定了产生高温热点撞击临界速度。计算模型中考虑了推进剂初始弥散细观裂纹离散、裂纹扩展对推进剂宏观力学性能影响、基体粘性加热对热点形成影响等问题。通过与高能炸药Steven撞击试验结果进行对比分析,证明了理论模型及计算方法的有效性。计算了某小型发动机撞击试验临界速度。     

采用改进型固体发动机的大力神火箭首飞成功

采用改进型团体火箭发动机（SRMU）的第一枚大力神-4B运载火箭,于1997年2月22日成功地发射了一颗导弹早期预警卫星．这次发射成功,标志着美国自1986年"挑战者"事故以来,在推进系统方面取得重要进展．由阿里昂特公司制造的改进型固体火箭发动机有以下几个主要特点：（1）发动机分段较少;长约34m的新发动机采用了3段式纤维缠绕石墨复合材料壳体,而大力神-4A用的发动机采用7．5个分段的钢壳体。（2）现场接头较少而且性能较好。大力神-4B用的改进型发动机只有3个关键的现场接头,而大力神-4A有物发动机有7个接头．另外,新发动机的现…     

单室双推力固体火箭发动机的现状和动向

从单室双推力固体火箭发动机的应用、性能、推进剂、壳体材料、成型工艺、推力矢量控制等方面着手,讨论这种发动机的技术现状、应用情况和发展趋势,并同单室单推力发动机作了详细的对比.给出了国内外若干种主要单室双推力发动机的性能数据.今后发展动向:多数单室双推力发动机仍将以采用端羟基聚丁二烯推进剂为主;少烟无铝复合推进剂和微烟的硝胺类改性双基推进剂的应用将会有所增多;发动机壳体仍以采用超高强度钢为主;加快使用推力矢量控制装置.     

旋转对固体火箭发动机性能的影响

简要介绍固体火箭发动机绕自轴旋转产生的径向加速度对中心开孔装药的固体发动机的影响,如推进剂燃速增大、内流场变化,以及壳体过热等等.阐述根据全尺寸发动机的试验数据,用控制论中的辨识技术确定在旋转状态下的推进剂燃速的方法,并证明了该方法在工程应用上的可行性.     

简讯

大力神4火箭的SRMU点火试验成功 6月12日,美空军的大力神4火箭的改进型固体火箭发动机(SRMU)进行了一次成功的关键性试验,试验持续了120秒钟、预计SRMU可在1993年投入使用。 SRMU采用了石墨-环氧壳体,比以前的固体火箭发动机的壳体重量轻,但体积大,能装更多的燃料。     

战术导弹固体发动机的关键技术问题

讨论了战术导弹固体发动机在高能推进剂、碳纤维壳体、轻质小力矩柔性喷管和双脉冲发动机等关键技术方面取得的进展。其中，HTPB推进剂的性能达到比较完善的水平，已用于各类战术导弹。高能、低特征信号GAP推进剂通过了实验发动机试验。碳纤维壳体达到了实用水平。发动机能量管理和向量控制技术的研制与开发工作正在开展之中。     

美大力神4爆炸原因及其它

4月1日,经过改进的大力神4火箭在爱德华空军基地进行首次静态点火试验时发生爆炸。经调查,爆炸可能是由于固体燃料药柱形状有问题造成向内塌陷引起的,而不是人们所怀疑的新型纤维缠绕发动机轻型壳体的原因。由于药柱间塌陷,造成出口锥局部堵塞,壳体内压力增高引起爆炸。这一问题如何解决,美国空军还没有明确计划。 药柱改形后的火箭发动机还将在6个月后进行卧式点火试验。立式点火试验则要在一年以后才能进行。 就大力神的改进计划而言,美国国会对计划的进展并不满     

固体火箭发动机静电的产生与防范

论述了固体火箭发动机产生静电的机理，分析了发动机在系统中的电磁环境，同静电起电有关的位置环境，提出了发动机发生静电激发点火的模式。以复合材料壳体并装有丁羟推进剂药柱的固体发动机为例，对其静电发火可能性及防范措施作了分析。按照有关的静电感度标准和试验方法，对发云南壳体，药柱，片状或粉状推进剂和火工品，进行了静电特性的试验。     

火箭发动机金属壳体的容伤设计问题

本文考虑超高强度钢固体发动机壳体对裂纹、氢脆或应力腐蚀等缺陷的敏感性,及损伤(缺陷)在特定的应力和环境下可能扩展的特性,就壳体的容伤设计问题进行了探讨.根据壳体中可能预存损伤的假设,提出了以容伤系数描述壳体的容伤限.文中以实例给出了使用容伤系数确定壳体水压验证试验压强的具体方法.如此确定的壳体水压验证试验压强,实际上即是存有损伤壳体的最大许用载荷.     

大力神Ⅱ导弹为何超期服役

在美国核武库中,大力神Ⅱ是最大的战略导弹,也是唯一保留服役的液体推进剂洲际弹道导弹.它于1963年开始装备部队,1965年装备完毕,共部署54枚。原计划在服役七年后就使大力神Ⅱ退役.实际上它已超期服役至今。大力神Ⅱ采用可贮液体推进剂混肼和四氧化二氮,有毒性,常会引起事故。如1978年在堪萨斯州和阿肯色州发生两起与大力神Ⅱ毒性推进剂有关的事故,使2人死亡,27人受伤。两州参议员曾要求安装事故报警系统和逐步淘汰大力神Ⅱ导弹。     

无烟复合型绝热层

1.专利名称:火箭发动机无烟复合型绝热层.2.专利申请范围:(1)在耐热的橡胶聚合物中加以酚醛纤维布作为绝热包覆材料.(2)在酚醛纤维布两面粘贴硫化的耐热橡胶聚合物作为绝热包覆材料.本专利介绍有关耐烧蚀、绝热性好的火箭发动机无烟复合型绝热层.火箭发动机工作时,为了使推进剂燃烧的火焰不烧到发动机壳体的内壁,同时又得到所希望的推力曲线,就要在推进剂药柱的     

固体火箭发动机模态分析中的推进剂建模研究

应用有限元软件Marc建立了某固体发动机有限元计算模型，对其中难以用有限元模型准确描述的推进剂，采用了两种简化建模方法。一种是仅仅考虑推进剂质量，忽略其刚度等属性，将推进剂简化为均匀附加在发动机壳体有限元模型节点上的集中质量；另一种是将推进剂作为几何实体，考虑其质量和刚度，建立推进剂实体模型。模态计算结果与试验比较表明：推进剂的壳体节点集中质量模型，能较好地模拟发动机的弯曲特性，由于忽略了推进剂刚度，对于呼吸振动特性的模拟不太理想；相比之下，推进剂的实体模型，由于同时考虑质量和刚度，对弯曲和呼吸振动特性的模拟较好一些。计算还表明，要逼近高阶振型，需要将推进剂弹性模量修正得更高一些。     

固体推进剂裂纹扩展研究综述

介绍国内外关于固体推进剂裂纹扩展的研究现状,总结固体推进剂裂纹扩展的试验研究和理论分析方法,归纳影响固体推进剂裂纹扩展的各种因素。分析认为:采用拉伸装置研究有裂纹推进剂力学性能和利用高速摄影系统研究裂纹燃烧和扩展情况是当前主要的研究手段;发动机燃烧室内压力、升压速率、裂纹形状尺寸和推进剂燃速是装药裂纹扩展的重要因素;必须进一步开展各因素和裂纹扩展的定量关系研究。     

航天发动机用的低密度绝热层的研制

业已公认,减轻航天发动机的消极重量是十分必要的。其中的一项措施是研制和应用先进的复合材料发动机壳体,如计划于八十年代初期发射的MAGE欧洲远地点发动机所做的那样。但是,通过降低壳体内绝热层材料密度,还可以进一步降低发动机消极重量。由于认识到了这样做的必要性,从而开展了本文所述的新型低密度橡胶复合材料的研制工作。这些橡胶材料,大体上都以三元乙丙橡胶(EPDM)为基体,以石棉为填料,以过氧化物为固化剂,适用于装丁羧推进剂和丁羟推进剂的发动机。所述的研制计划除研究了配方技术,调整热性能、烧蚀性能和力学性能以满足发动机要求外,还研究了加工工艺的最佳化,包括易于固化以及和壳体推进剂的粘接性能。     

大力神4的改进型固体助推器完成地面试验

1993年9月12日,大力神4的改进型固体火箭发动机(SRMU),在爱德华空军基地的菲利普实验室,成功地进行了最后一次(第5次)地面试车。 SRMU总重350t,全长34m,其壳体分为三段,采用纤维缠绕工艺制成,由赫克里斯公司承造。 该发动机的推力为7557kN,比大力神4目前用的由联合技术公司制造的7段式固体发动机的推力,高25％。     

大型火箭发动机的壳体粘结问题

大型药柱的壳体粘结很少进行研究,往往成为火箭发动机生产中很困难的问题。当柔软的橡胶与坚硬的金属壳体粘结时,在粘结线上产生应力集中,会使成品发动机变得不能用。推进剂和壳体粘结的常用方法是采用可固化的胶粘剂包复层。业已证明,包复层和推进剂之间必须具有化学相似性才能很好粘结。本文列举了具体体现这一概念的粘结系统实例,并叙述其间有关的特殊化学反应。     

固体火箭发动机枪击过程数值模拟

为研究固体火箭发动机枪击安全性,对7.62 mm子弹射击过程进行了数值模拟.根据高速变形条件下功-热转化理论,计算出子弹穿透壳体温升,对灼热弹体与推进剂高速摩擦生热条件下的瞬态热传导问题,建立了相关理论模型,并进行了数值模拟.研究结果表明,子弹以750 m/s初速射击发动机,能使固体推进剂内形成高温热点,为发动机枪击过程模拟提供了新方法.     

固体火箭发动机壳体粘结衬层系统

对于固体火箭发动机壳体粘结衬层系统,提出了在阻挡层/衬层/推进剂配方中弄清化学性质,工艺变量,以及它们如何影响界面粘结性能的思路.层间扩散速率和每层固化速率需与界面固化的化学改变最小一起考虑。控制阻挡层固化,以减少衬层和推进剂反应物与增塑剂的迁移,且为衬层提供有效的粘结表面.HTPB 是衬层和推进剂的组分之一,其固化时间的变化会影响扩散速率.壳体粘结衬层系统愈来愈复杂,其参变量也就愈来愈多,当更多的变量接近于规范极限时,就会提高可能失效的统计显著性。对于现行的衬层系统应进行工艺变量研究,以期进一步提高各层界面粘结的可靠性.