固体助推发动机技术研究进展及总体需求分析

随着固体助推发动机技术在航天运输领域的应用,运载火箭对航天动力系统的需求不断提升。美国、欧洲、日本、印度等国家和地区均发展并应用了固体助推发动机技术,并呈现出大推力、低成本、高可靠的技术特征。在总结国外固体助推发动机技术研究进展和发展趋势的基础上,从顶层规划、总体设计、工艺实现等方面提出了未来固体助推发动机技术的总体需求,为我国固体助推发动机技术发展方向提供参考。后续,发动机研制应在运载火箭总体与动力联合优化的基础上,持续开展性能提升和关键技术攻关。     

美国六、七十年代固体火箭发动机技术发展的特点

一、发展初期的一些特点从五十年代后期第一个战略型号开始研制起,到六十年代中期,可以作为美国大型固体火箭发动机的发展初期。美国的固体战略导弹,主要是海军的潜地弹道导弹系统和空军的洲际地地弹道导弹系统(见附录)。它们几乎是同时研制和平行发展的。潜地弹道导弹从北极星A1到A3,洲际弹道导弹从民兵Ⅰ到民兵Ⅱ,这是美国固体火箭发动机技术很重要的一个     

侏儒导弹的动力装置

本文介绍了美国侏儒导弹三级固体发动机的研制进展和主要性能,着重分析了发动机采用的石墨/环氧复合材料亮体、NEPE推进剂和碳/碳喷管等三项先进固体火箭技术。     

人工脱粘层制作工艺

论述了固体火箭发动机用人工脱粘层的研制过程，通过试验筛选了三种制作工艺，并采取技术措施完善了二次成型一次硫化工艺，生产状况和发动机试车结果表明所研制的制作工艺具有很高的可靠性。     

下一代运载火箭将采用固液混合助推器

目前美国正在开发研制下一代运载火箭用的捆绑式固液混合助推器,以提供送入低地轨道更大范围的有效载荷能力(9～22.68t)。据称,固液混合火箭发动机将能解决使用固体发动机所面临的制造、操作方面的许多安全和环境问题。液氧/HTPB混合火箭发动机的比冲(I)基本上与液体发动机的相等,但超过在相同设计条件下所有固体火箭发动机的比冲。美国火箭公司研制固液混合发动机的经验表明,与固体或液体发动机如此,混合发动机的生产成本可降低30％,研制成本降低50％。     

侦察兵运载火箭

一、绪言“侦察兵”是美国第一个四级全固体发动机的运载火箭。据美刊报导,由于它连续37次发射获得成功,已成为世界上最成功的小型运载火箭。早在1957年中期,美国国家航宇局(NASA)的兰利研究中心(Langley ResearchCenter)就开始着手研究一种采用固体发动机的小型运载火箭,与此同时,美国空军也想研制一种先进的固体试验火箭,后经两家协商确定搞一个共同方案,由兰利研究中心负责系统管理,于1957年5月开始研制,运载火箭命名为“侦察兵”(Scout)。同年兰利研究中心与各家承包商签订了各级固体发动机的研制合同,1959年4月从十三家承包商中选定林一     

美法联合研制的航天发动机

美国联合工艺公司化学系统分公司和法国欧洲动力公司联合研制的高性能航天固体发动机,最近在加州爱德华空军基地的火箭推进研究所成功地进行了一次热试车。该发动机采用了美国和法国的最先进技术,全部关键部件均由复合材料制成。这次试车是在模拟40公里的高空条件下进行的,推力约3630公斤,发动机直径762毫     

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——价廉而可靠的航天运载动力

固体火箭用于航天飞行已有近30年历史。30年来美国航天发射的历史记录表明,固体火箭发动机工作可靠性相当于或优于液体发动机,研制成本和使用成本则低于液体发功机,因而获得了广泛的应用。当前美国政府正组织航天界积极探索进一步降低运载火箭的成本和提高其可靠性,要实现这一目标,无论对固体技术还是液体技术来说均需进一步提高和发展,但采用固体系统,技术上易于实现,所需投资较低。固体火箭在下一代先进的运载系统中将继续发挥重要作用。     

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。     

美国的一项低成本发动机计划

介绍美国航空喷气公司的低成本火箭发动机技术开发计划执行情况及结果,该计划研制了三台论证发动机,地面热试车均圆满成功,不仅证明了所开发的低成本发动机技术的可行性,而且对固体发动机的低成本化发展,具有积极的影响。     

中国航天用几种固体火箭发动机简介(一)──FG-02长征一号运载火箭第三级固体发动机

中国早在６０年代中期就已开始研制航天用固体火箭发动机，并于１９７０年首次应用于中国东方红一号卫星的发射，迄今已成功研制和应用了多种不同的固体火箭发动机。这些固体火箭发动机技术性能及应用的情况表明，中国航天用固体火箭发动机具有优良的性能和良好的可靠性，...     

中国航天用几种固体火箭发动机简介(一)——FG-02长征一号运载火箭第三级固体发动机

中国早在60年代中期就已开始研制航天用固体火箭发动机,并于1970年首次应用于中国东方红一号卫星的发射,迄今已成功研制和应用了多种不同的固体火箭发动机。这些固体火箭发动机技术性能及应用的情况表明,中国航天用固体火箭发动机具有优良的性能和良好的可靠性,一些方面已达到国际先进水平。从本期起,本刊将转载《固体火箭技术》杂志的有关内容,陆续向读者介绍6种由中国航天工业总公     

固体火箭发动机无损检测和无损评价技术的现状

无损检测和评价技术在固体火箭发动机研制中起着重要的作用,该文介绍了国外固体发动机无损检测和评价技术的新进展,论述了无损检测和评价技术是保证固体发动机质量和可靠性的关键技术之一,并预示了未来的发展趋势。     

折叠瓣式可延伸出口锥

可延伸喷管出口锥技术是当今提高喷管膨胀比、缩短发动机长度、提高固体发动机性能的最重要途径之一。美国和法国分别从六十年代和七十年代就开始了该技术的研究,设计试验了多种形式的可延伸出口锥,其中有的已成功地用于弹道导弹和航天固体发动机型号。本文介绍法国欧洲动力公司的折叠瓣式可延伸出口锥的没计和研制情况。这种设计是将     

美国固体火箭球窝摆动喷管的发展述评

前言球窝摆动喷管是美国最早研制的固体火箭推力方向控制技术之一,直到现在仍为民兵导弹服役发动机使用。这说明球窝摆动喷管是一种成功的固体火箭推力方向控制技术,有许多结构上的优点和良好的控制性能。七十年代后期发展的热球窝摆动喷管技术,更进一步表明     

中国空间用固体火箭发动机的发展

中国从１９５８年开始复合固体推进剂火箭发动机的探索和研制工作。根据航天技术发展的需求，促使复合固体推进剂火箭发动机从小到大逐步发展起来。在三十多年的研制过程中。解决了壳体材料和成型工艺、推进剂配方和装药工艺、喷管和推力向量控制技术，安全点火和高空点火技术、各种环境试验技术、无损检测和质量保证技术、地面试验和测试技术等。已形成了固体火箭发动机研究、设计、试验、生产配套的基本条件，同时为中国卫星发射提     

固体火箭发动机推力终止方法——熄火述评

前言第二次世界大战后,随着世界航天工业的发展,固体火箭发动机从战术武器的推进器逐渐成为战略导弹的发动机及某些宇宙飞行器的动力装置是经过解决各种技术难点而逐步应用的。其中推力终止作为一种单项技术,在发动机的研制过程中也不断地发展和日益完善。目前,世界上多数弹道式导弹的末级固体火箭发动机推力终止是依靠装置于发动机前封     

中国航天用几种固体火箭发动机简介

[编者按]中国早在60年代中期就已开始研制航天用固体火箭发动机，并于1970年首次应用于中国“东方红1号”卫星的发射，迄今已成功研制和应用了多种不同的固体火箭发动机。从本期起，分三期向国内外读音介绍六种由中国航天工业总公司下属单位研制生产的固体火箭发动机．包括，第二期：FG－02“长征1号”运载火箭第三级固体发动机；“东方红2号”卫星远地点发动机，第三期：FG－23A返回式卫星制动发动机；“风云二号”卫星远地点发动机；第四期：EPKM近地点发动机，CZ－2C／FP运载系统变轨发动机（FG-47）。这些固体火箭发动机技术性能…     

美国航天飞机固体助推器装药设计试验简介

美国的航天飞机固体助推器由赛奥科公司的瓦沙其分公司负责设计、研制、生产和试验。方案论证工作在1972～1974年进行,整机研制工作在七十年代后期展开,至一九七九年做了4次全尺寸静止试车,全部获得成功,确定了技术状态。航天飞机的动力装置有三台高燃烧室压力的液氢—液氧发动机和两台固体助推器组成。固体助推器与液体发动机同时开始工作,固体助推器先工作结束,分离脱落,减速回收。固体助推器设计时考虑了:(1)航天飞机是载人飞行器,对推力一时间曲线形状有较严格的要求(见图1);要求初始推重比为1.5,工作后期加速度不超过3g。(2)充分利