固体火箭发动机无损检测技术进展评述

前言在国外,固体火箭发动机无损检测技术一直是非常受重视的。美国六十年代中期相继研究了射线、超声等常规方法,也发展了声发射、微波和红外等新技术,应用于固体发动机的质量控制和产品检验,它的进展相当迅速。1978年以后,由于电子计算机日益普及,X射线实时显象系统和计算机断层成象技术已在大型固体发动机无损检测方面得到实际应用。下面就固体火箭发动机无损检测(NDT)技术进展做一简要综合介绍,着重评述计算机断层成象(CT)技术的发展动向。     

苏联复合材料结构无损检测方法和仪器设备述评

对苏联复合材料结构无损检测方法、仪器设备、技术特长和发展方向做了简要述评,并对其采用的典型仪器设备系统技术参数给以简要介绍。最后联系我国固体火箭发动机无损检测工作实际提出了两点建议。     

热成象技术用于固体发动机无损检测的前景

本文简述了热成象技术的发展现状及在工业材料和结构方面的应用和实验研究;展望了它在复合材料固体发动机壳体无损检测方面的应用前景.     

几种无损检测设备

美国航空喷气公司研制出几种对固体火箭发动机老化试验进行检测的无损装置,包括表面试验器、点火延迟发动机、现场粘接试验器、SPALT 试验器、塞式发动机(PluggedMotor),以及超声波探伤仪。     

对固体火箭发动机粘结界面声学无损检测的探讨

通过周振动及声传播的基本原理，简要地阐述固体火箭发动机粘结界面无损检测中的声学方法：敲击声振动法、超声脉冲回波多次反射法、声谐振法及声—超声。     

用于大型固体发动机无损检测的X射线层析仪

由X射线高能物理研究导出的X射线自动层析技术,可望用于大直径(3.809m)固体火箭发动机的无损检测。为了验证高能级X射线的使用可能性,美国的先进研究与应用公司与空军莱特试验所于1992年对60MeV X射线层析仪进行了应用研究。X射线层析仪可得出固体火箭发动机内部的三维细化图象,由此可查出装药气孔、装药与绝热层界面脱粘等缺陷。     

一种大型固体火箭发动机界面脱粘缺陷的无损检测方法

针对列装部队服役产品现场开展固体火箭发动机燃烧室界面粘接质量无损检测的需求,研制了一种针对大型固体火箭发动机燃烧室推进剂/衬层/绝热层界面脱粘缺陷的无损检测系统。该系统基于机电阻抗频率响应函数方法,由多通道高速数据采集设备、压电主被动传感晶片、激励装置和软件评估系统组成,利用激励装置敲击固体发动机壳体待测结构表面,通过Lab VIEW数据采集程序测得响应信号,根据机电阻抗频响波形特征及波峰数量判断界面脱粘缺陷。当燃烧室绝热层/衬层/推进剂界面结构完好时,频响函数曲线仅有一个明显平滑的主波峰,当燃烧室绝热层/衬层/推进剂界面出现脱粘缺陷时,频响函数曲线的波峰数量增加,呈现明显的锯齿波形状。该方法便捷高效,非常适用于大型固体火箭发动机总装后整体产品燃烧室界面粘接质量的快速野外排查,也可进行长期的燃烧室界面状态健康监测。     

最好的固体发动机无损检测技术

航天飞机计划初期,对固体助推器发动机段的射线照相检测的要求是,径向每隔24°,切向每隔30°进行一次.后来放宽了这一要求.挑战者号事故后,对这一要求又更加严格起来,规定切向每隔3°进行一次,检测量增加了40倍以上.为了满足这一要求,负责研制固体发动机的莫顿-锡奥科尔公司建立了专用的无损检测中心,它包括两个专用工房,每个工房高15.5m,面积为12.2×24.4m~2,内装一台Varian L-6000高能直线     

加速器切线照相技术研究

根据工作实践研究了固体发动机切线照相无损检测中黑度分布、散射线防治、象质计使用、检测概率计算、脱粘临界值确定等技术问题.     

基于PIPA技术的固体推进剂无损检测研究

针对国内现有无损探伤方法无法检测固体推进剂微观缺陷的情况,引入光致正电子湮灭分析方法,即PIPA(Photon Induced Positron Annihilation)。该方法利用加速器产生的高能光子引发的正电子与固体推进剂作用来检测其缺陷,能在固体推进剂宏观缺陷出现前检测出其微观结构的变化。介绍了PIPA原理,并通过试验讨论了温度、拉伸速率及推进剂的力学性能等因素对利用PIPA进行固体推进剂探伤结果的影响,所得结论与固体推进剂的常规测试具有一致性,证明了PIPA用于固体推进剂无损探伤的可行性。     

近年固体火箭推进技术发展趋势

讨论了在冷战结束后的政治、军事环境下固体发动机应用领域的动向和固体火箭推进技术的发展特点，重点了发动机设计及固体推进剂、壳体、喷管、点火系统等单项技术的发展趋势。     

固体火箭发动机结构可靠性评估方法的探讨

对战术导弹固体火箭发动机的结构可靠性评估方法及其应用作了述评，并以某空空导弹发动机为例进行了计算、比较。与其他方法相比，有验前信息的贝叶斯法能较好地反映发动机的实际结构可靠性水平，是一种较为合理、有效的评估方法，并提出了基于应力－强度干涉仪模型的变量分析法将是发动机结构可靠性评估的一个发展方向     

瑞典的探空火箭综述

介绍了瑞典航天公司发射的云雀，黑雁和ＭＡＸＵＳ探空火箭及其所用的固体火箭发动机的性能，简要讨论了瑞典探空火箭发展特点。     

固体火箭发动机CAD系统结构

系统地探讨了固体火箭发动机CAD系统组成及结构,对系统的三大支柱,即数据库、图形库和计算方法库,作了概括的分析,在此基础上,结合实践提出了在固体火箭发动机领域开发和应用CAD技术的技术关键和主要内容.     

固体运载器在航天领域的地位及作用

结合我国固体发动机的实际水平，讨论了发展上型固体运载器的现实性，可行性以及可达到的运载能力，并根据当前世界空间技术发展动态，简述了固体技术在我国航天领域的地位及作用。     

仿真模拟技术在固体火箭发动机操作训练中的应用

从导弹部队操作训练的角度出发,论述了固体火箭发动机仿真模拟训练的必要性和可行性,以及设想的仿真模拟训练系统的组成和功用.     

固体火箭发动机寿命预估研究的发展和展望

阐述了近年来固体火箭发动机寿命预估研究领域的进展，并讨论了发动机“延寿”和修复过程的一些做法，根据最近的研究动态和测试技术的发展，展望了这一研究领域未来的发展趋势。     

脉冲／变燃面法测定含铝推进剂的响应函数和微粒直径

介绍了在T形燃烧器中用脉冲/变燃面法测定含铝推进剂的响应函数和Al_2O_3微粒平均直径的试验方法和试验原理.并介绍了试验测试系统和试验结果.该试验可为固体火箭发动机燃烧不稳定性预估提供原始数据.     

混杂复合材料的成型工艺及在固体发动机上的应用

介绍了混杂复合材料的类型和混杂纤维与基体的相容性，分析了纤维混杂对复合材料性能的影响，通过实验论述了混杂复 材料固体发动机壳体和裙的设计方法、成型工艺及试验结果，对几种新型壳体缠绕成型工艺进行了讨论，提出了在固化发动机上应用混杂复合材料的建议     

固体火箭发动机三维药柱燃面推移仿真技术及燃面通用计算方法

采用实体造型方法进行固体火箭发动机药柱三维复杂内腔推移的仿真和燃面计算,为固体火箭发动机设计提供了前所未有的设计分析手段,减少了计算的繁琐和困难.这种方法能够分析的装药结构形式十分广泛,与现有的燃面计算方法(内弹道计算法、有限元素法、边界拟合坐标法)比较,具有输入简便灵活、几何燃面计算准确、输出信息完备等优点.