固体推进剂点火研究评论

为了确定固体推进剂点火的现有技术水平,本文对该领域的有关文献作了广泛评论,对各种点火理论、实验测量和点火准则作了详细评定研究。为易于进行比较,本文用易懂的表格形式概括了各项研究工作的情况,也讨论了各种重要参数对点火过程的影响。指出了主要技术难点,同时提出了进一步研究的建议。     

固体推进剂点火研究评述

为了确定最新的固体推进剂点火工艺,对有关点火方面的文献作了广泛的评述,严格地检查了各种点火理论、实验方法和点火准则,并以简明的表格形式进行了总结,便于对各种不同的研究作比较。讨论了各种重要参数对点火过程的影响,指出了技术上的主要不足之处,以及今后的研究方向。     

电控固体推进剂点火技术研究

采用一种层状电极式点火装置,分别研究了电极材料、电极形状和电极极性对电控固体推进剂点火过程的影响。试验结果表明,电极材料、推进剂端面电流密度和电极极性是影响电控固体推进剂点火过程的重要因素,当推进剂两端面电流密度相同时,采用不同材料的电极优先点火顺序依次为钛、铝、石墨、铜。当两端电极材料相同时,ESP始终在电流密度较大的一端点火,且电流密度越大,点火效果越好,临界点火电压越低;当两电极与药柱端面的接触面积比为1∶1和0.64∶1时,ESP优先在正极端点火;但当两电极与药柱端面的接触面积比为0.16∶1时,ESP在电流密度较大的一端点火。电控固体推进剂能通过电压控制实现多次点火、熄火循环。     

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。     

复合固体推进剂的综合点火模型

本文提出了固体推进剂点火的一种综合理论模型。这种模型可真实地描述非均质推进剂的点火,其中包括环境气体中压力增量(dp/dt)的影响,它还详细地考虑了AP/PBAA推进剂的反应动力学,而且并没有预先做出关于点火部位的假设。其物理模型假设为嵌入燃料粘结剂模型中的是圆球形氧化剂粒子。数学模型的组成是:(a)氧化剂和燃料粘结剂在固相时的能量方程;(b)质量、能量和物质处在气相时的守恒方程。由试验测得的靠近推进剂试样表面的压力——时间曲线作为模型的输入参数。反应机理需要考虑处在气相中的五种物质。本文研究了表面下的反应和气相反应。它提出的模型能够作为阐述在大范围工作条件下不同推进剂的点火模型的基准。     

固体推进剂点火的表面沉积模型

本文根据固体推进剂采用含有凝结物质的流动热气体进行点火的特点,提出了一个点火过程的机理,即认为在点燃之前凝结物质的热粒子首先沉积在推进剂的表面上形成一层沉积层,并根据传热理论建立了固体推进剂采用含有凝结物质的流动热气体点火的模型,求得了固体推进剂内部的温度分布和表面温度随时间的变化,以及计算点火延迟时间的解析解,再根据对流换热系数与压力的关系计算出点火延迟时间与压力的关系,将理论计算的点火延迟时间和压力的关系与实验结果比较表明理论模型是合理的。为了验证本文所提出的点火过程的沉积机理,设计了一个实验,实验结果表明在点燃之前推进剂表面确实存在一个沉积层,因而合理的理论模型应该包括这个沉积过程。     

固体推进剂火箭发动机点火瞬态的预示

符号Ab—推进剂燃烧表面积AP—燃烧室通道横截面积A~*—喉部横截面积a,b—C—a+bpc 中的常数C~*—特性速度C—r=Cp~n 中的燃速系数二A*/APmd一通过火箭发动机喷管排出的质量流率m'一燃烧室内燃气质量生成速率m;一从点火器流进燃烧室内的质量流率m、·:一燃烧室内的燃气累积速率n一r一cP"史的燃速指     

瞬态流动条件下固体推进剂的点火

本文的目的主要是测定圆柱形固体推进剂在横向气流中的对流点火模式和位置。使用激波风洞可提供20毫秒时间的加热气流,其压力为1～2.0兆帕,温度为1600～2100K,流速为10～300米/秒。实验气体的组分为100％N_2;10％O_2和90％N_2;50％O_2和50％N_2共三种。测试仪器包括六个辐射探测器、高速摄影机、压力传感器和热流计等。点火为气相过程。相对于三基推进剂来讲,单基和双基推进剂在含氧气流中,点火较为容易。对大Reynolds数(如为16000),低含氧量的自由流气体,火焰会产生分离现象。在高的加热速率、并伴有边界层出现时,点火就会在小于1毫秒的时间内发生。根据流动条件的不同,点火位置可能在气流的前沿区或者在尾流区。     

低于大气压下复合固体推进剂的点火

从实验研究了低压下用CO_2激光对复合固体推进剂的点火。在低于大气压下,发现了三种点火方式:自持点火、非自持点火和脉冲点火。这里研究了聚丁二烯/过氯酸铵推进剂样品的自持和非自持点火。用光电管探测初始火焰,用K型热电偶测量表面和固相的温度。表面退缩的情况由照相记录下来。发现非自持点火在较低压力区及较高激光入射热流时发生。在点火实验中,损失到固相的热量在非自持点火中要比自持点火的情况下大得多。可以推断出,这些点火方式的确定并不依赖于火焰出现后的光照时间。     

固体推进剂光学参数对激光点火延迟时间的影响

给出了固体含能材料主要光学参数的定义和测量方法，考察了推进剂光学参数对激光点火中点火延延迟时间的影响，着重分析了吸收系数偏小带来的光学深度吸收，以及由此引起的理论与实际点火延迟的差异，并建立转换系数予以描述。以NEPE推进剂为例，对不同热流密度下点火延迟时间的理论估算表明，光学参数及由光学参数决定的浓度吸收对激光点火延迟时间的影响不可忽略。     

固体推进剂裂纹内点火过程流固耦合数值仿真

利用CFX和ANSYS模拟了固体推进剂裂纹内点火阶段的流固耦合过程.流场边界添加源项模拟装药燃烧的质量添加,CFX计算得出的压强值和ANSYS计算得出的边界位移在2个软件之间传递,实现流固耦合仿真过程.仿真结果表明,裂纹内部燃气压强随时间先增大后减小,之后逐渐稳定;药柱最大应力随时间变化呈波动状态,最大变形量随时间持续...     

激光加热复合固体推进剂点火的数学模型及数值解

本文从实验及理论上分析了以二氧化碳激光为能源的复合固体推进剂的点火,在激光加热热流为21～150×10~4W/m~2、初始温度分布为253～293K的条件下,测量了点火延迟时间,并根据推进剂点火的固相理论,在考虑了固相加热、表面吸热及放热反应的情况下,提出了数学模型,并用计算机进行了数值求解,得出了与实验基本相一致的结果。理论及实验都给出:点火延迟时间随着初始温度及点火热流的增高而单调下降,与初温的关系近于线性;在低热流下,延迟时间与点火热流的关系也近于一条直线。点火初始压力的影响将反应在指前因子B上,这些结果都与有关文献报道的基本一致。     

用于大型固体推进剂火箭发动机的独特点火系统试验

本文介绍了用于大型固体推进剂火箭发动机的组合式无喷管、无壳体点火器方案的设计、分析及试验结果。该点火方案的主要优点是可以把60%左右的点火器消极重量变成药柱有效载荷。点火系统的主装药由点火器周围的发动机前段装药所构成。这段装药又是发动机推进剂药柱的一部分,设计成象一个小的低压无喷管火箭发动机,给主发动机推进剂段提供足够的压力和热流输出以实现发动机点火。前段推进剂的点火由一个比较小的径向排气的BKNO_3烟火剂药片点火器来实现。试验计划需验证三个方面的设计问题:     

复合固体推进剂的研究动向(文献综述)

国外固体推进剂的进展,符合典型的长S型(即(?)型)曲线,1955～1975年期间,它的进展相当迅速,近年来,MX导弹的研制、航天飞机大型助推器的应用,以及高性能战术和宇航发动机的发展,标志着固体发动机继续取得成就,然而其进展速度已减缓,它的某些参量正接近长S型曲线的顶端。下面,就复合固体推进剂的主要研究动向分四个部分进行简单地叙述。     

Ap复合固体推进剂稳态燃烧模型综述

对目前国内外典型的且较为成熟的高氯酸铵复合固体推进剂稳态燃烧模型进行了简要的综述,涉及的燃烧模型有:GDF模型、HR模型、BDP模型、临界粒径模型、PEM模型、CIT/JPL模型、两区模型和价电子模型。对上述模型的适用范围、特点和优缺点进行了较为客观的评价。     

固体推进剂老化研究概述

老化研究的重要性是由于评定推进剂的安全期而引起的。本文评论的目的是介绍文献中对本课题有用的最新知识的全面情况,包括双基和复合固体推进剂。评论了以下几个课题:1)损坏准则 2)安全期的估价 3)弹道性能变化与分解特性 4)力学性能的变化 5)老化机理。     

固体分氧推进剂研究

固体贫氧推进剂与固冲组合发动机组成一种新的推进系统，可使推进系统比冲成倍增加，固体贫氧推进剂具有氧化剂含量低，金属燃料添加量增加的特点。目前，固体贫氧推进剂可分为贫氧烟火推进剂和贫氧复合推进剂两大类，每类各有其优缺点，文中讨论了固体贫氧推进剂的评价指标并对其配方进行了比较。     

丁羟推进剂激光点火延迟时间研究

应用Ｃ２激光点火器研究了丁羟推进剂中氧含量，等因素及激光点火热通量与点瞎迟时间之间的关系，研究结果表明，随着丁羟推进剂氧量，燃速以及点火热通量的增加，推进的点火延迟时间缩短。超细铝粉能明显改善了羟推进剂的激光点火性能，使点火延这时间缩短。     

硝胺推进剂点火模型的研究现状

近年来,硝胺推进剂的研究取得了长足的发展,本文介绍了国外现阶段硝胺推进剂点火模型研究的现状.根据出发点的不同,把点火模型分为两类:从理论角度出发着重于点火机理的研究及从工程角度出发着重于实际工程的应用,并分别对其代表性的模型进行了介绍.