法国固体火箭发动机使用的复合材料概述

引言尽可能地减少导弹或运载火箭本身的消极重量,是提高导弹射程或增加运载火箭有效载荷的重要手段。各种纤维增强复合材料的问世,为解决这一问题提供了强有力的武器。纤维复合材料具有高强度、高模量、抗疲劳性能好和易于成型等一系列金属材料所无法比拟的优良性能,是制造固体火箭发动机和其它制品的理想材料。早在六十年代初期,法国就开始用玻璃纤维复合材料取代金属或金属合金材料制造固体     

固体火箭发动机壳体接头形式

固体火箭发动机壳体既是推进剂贮箱又是燃烧室,同时还是火箭或导弹的弹体,是构成发动机质量的最主要部分,对发动机性能影响极大。发动机壳体材料大体经历了四代发展过程,第一代为高强度金属材料(超高强度钢、钛合金等);第二代为玻璃纤维复合材料;第三代为有机芳纶复合材料;第四代为高强中模碳纤维复合材料。目前,大多数固体发动机壳体都采用复合材料结构,如欧空局2012年发射成功的织女星以及日本在     

MX导弹第三级样机评价

本文评述赫克力斯公司正在为空军研制的MX导弹第三级的设计。第三级固体发动机的许多部件和材料都选用了最新的技术。这些新技术包括:带有碳复合材料裙的凯夫拉49发动机壳体;二维和三维碳/碳复合材料的轻型喷管;硝酸酯增塑的聚醚推进剂(NEPE),这种推进剂比冲高、延伸率大;以及两节套筒式可延伸出口锥(EEC)。这些新技术的应用提高了整个发动机的性能。本文对第三级的设计及其主要部件都作了概要介绍。为了说明MX第三级的设计是切实可行的,还将MX第三级各部件设计与以前研制的发动机作了比较。     

惯性顶级发动机壳体研制

本文详细介绍了化学系统分公司(OSD)研制的惯性顶级(IUS)推进系统采用的63英寸和92英寸直径的凯夫拉/环氧纤维缠绕的火箭发动机壳体的设计和试验结果。IUS 要求发动机壳体结构性能超过大型复合材料发动机壳体当前的技术水平。尤其要求 SRM—1裙的结构承载超过凯夫拉/环氧裙当前水平的50%,压力容器的性能超过当前水平的35%。至今多次全尺寸爆破压力试验表明惯性顶级发动机壳体超过了当前技术水平的要求,壳体效率(PV/W)高达1.27×10~6英寸。SRM—1结构试验在压缩线载荷—3564磅/英寸和峰值为2298磅/英寸的剪切载荷联合作用下,超过当前技术水平48%,超过要求值的18%。     

固体火箭发动机燃烧室的绝热技术

固体火箭发动机各单项技术近二、三十年来取得了许多新的成就,使发动机的技术水平有显著的提高。燃烧室结构材料几次更新,使壳体的结构重量占发动机消极重量的比例大幅度下降,已由民兵第一级发动机约占60%下降到 MX 第三级的35%。而燃烧室内的绝热材料重量所占发动机消极重量是不可忽视的。MX 第三级发动机由于采用了高性能的绝热层     

美国研制石墨/环氧发动机壳体

最近,美国对一种六十年代空间飞行器的火箭发动机进行改进,作为两级空射导弹的顶级使用。这种发动机采用石墨/环氧发动机壳体。性能研究结果表明,这种壳体具有很大的优越性。如在承受导弹的较高速度,较大射程和较大飞行高度方面,比现在应用的玻璃纤维/环氧发动机壳体具有更大强度和刚度。用 T300型石墨纤维代替 S901玻璃纤维缠制的发动机壳体,重量减轻     

金属基复合材料的固体火箭发动机点火试验成功

据《高级材料与加工工程科学》1986年5月报导:去年秋天,大西洋研究公司的金属基复合材料发动机壳体首次试车成功。该发动机燃烧了14秒,消耗了725公斤的推进剂,表明此种发动机能承受极高的温度、压力以及导弹发射时产生的振动。固体火箭发动机的研制是飞行动力实验室和LTV航天防御公司共同实施的高级研制计划的一部分,制定该计划是为了证实战术导弹通过使用铝金属基复合材料可使固体火箭发动机的重量、射程和有效载荷得以改进。这一计划从1981年就已经开始实施,它包括:为     

玻璃纤维缠绕壳体在固体火箭发动机一二级上的应用研究

分析了国内固体火箭发动机壳体的研究、生产现状,指出国内导弹第一、二级发动机壳体采用纤维缠绕壳体取代钢壳体已成为必然趋势。通过对国内碳纤维研究、应用现状及碳纤维缠绕壳体与玻璃纤维缠绕壳体性/价比分析,提出就国内对于性能要求不是很高的发动机,采用玻璃纤维缠绕壳体比采用碳纤维缠绕壳体更符合我国目前的技术现状。     

固体火箭发动机壳体复合材料发展研究

概述了国内外固体火箭发动机用先进复合材料技术研究、开发和应用现状及特点,总结了用于固体火箭发动机壳体的先进复合材料是发展先进武器装备的物质基础,同时,高性能导弹武器系统的发展和客观需求又是促进先进复合材料发展的动力。     

固体发动机纤维缠绕壳体设计准则判别式

给出了固体火箭发动机纤维缠绕复合材料壳体设计准则判别式。依据这一准则，当用于制造壳体的纤维材料特征值时，则该材料按刚度准则设计固体火箭发动机壳壁厚度，否则，按强度准则设计壳体厚度。以及机纤维和碳纤维为增强材料，给出两例分别按强度和刚度准则设计的实例，通过另两例强度相近但刚度不同的设计尘实例的比较。文中提出在设计固体火箭发动机壳体时，应合理选用纤维的最佳值，并建议发展纤维材料时，应注重强度与刚度的     

导弹及固体火箭的外防护材料

叙述了导弹火箭系统外绝热防护，抗核辐射并介绍了作为固体火箭发动机结构材料的增强纤维／树脂、等复合材料抗氧化途径。     

西安航天复合材料研究所

西安航天复合材料研究所（中国航天科技集团公司第四研究院四十三所）成立于1970年5月是中国航天领域内集研究、开发、生产为一体的专业复合材料及工艺研究所也是我国固体火箭发动机复合材料壳体、喷管以及复合材料导弹发射筒最大的研制生产基地。     

飞航导弹固体火箭发动机标准化工作研究

固体火箭发动机是飞航导弹的主要动力装置,具有体积小、重量轻等特点,是导弹不可或缺的组成部分,可根据导弹的射程和飞行弹道形式来选择所需固体火箭发动机的类型。文章分析飞航导弹固体火箭发动机组成与特点,研究飞航导弹固体火箭发动机在设计、材料、推进剂、试验等研制中的标准需求,提出今后标准化工作的工作重点和方向的建议。     

西安航天复合材料研究所

西安航天复合材料研究所（中国航天科技集团公司第四研究院四十三所）成立于1970年5月，是中国航天领域内集研究、开发、生产为一体的专业复合材料及工艺研究所，也是我国固体火箭发动机复合材料壳体、喷管以及复合材料导弹发射筒最大的研制、生产基地。     

西安航天复合材料研究所

西安航天复合材料研究所（中国航天科技集团公司第四研究院四十三所）成立于1970年5月，是中国航天领域内集研究、开发、生产为一体的专业复合材料及工艺研究所，也是我国固体火箭发动机复合材料壳体，喷管以及复合材料导弹发射筒最大的研制、生产基地。     

西安航天复合材料研究所

西安航天复合材料研究所（中国航天科技集团公司第四研究院四十三所）成立于1970年5月．是中国航天领域内集研究，开发．生产为一体的专业复合材料及工艺研究所也是我国固体火箭发动机复合材科壳体，喷管以及复合材料导弹发射筒最大的研制．生产基地。     

三叉戟Ⅰ(C_4)导弹第三级的高性能 PRD—49—Ⅲ纤维缠绕燃烧室的研制

洛克希德导弹空间公司计划采用杜邦公司的低密度、高强度、高模量PRD——49——Ⅲ纤维,研制一种三叉戟Ⅰ(C_4)导弹第三级所需的高性能纤维缠绕燃烧室,计划分三步进行:(1)确定材料的基本性能的特性数据;(2)用小尺寸的燃烧室试验来评定设计和制造设想;(3)用全尺寸壳体的爆破和结构试验来验证和确定设计与制造技术。本文提供了材料的基本性能以及小尺寸和全尺寸壳体的数据,数据证实了PRD—49—Ⅲ纤维燃烧室要比S—901玻璃纤维燃烧室轻35%,且复合材料的环向模量增加70%。     

美国为三叉戟—2研制石墨纤维缠绕壳体

赫克力斯宇航分公司研制了一种全尺寸、全石墨纤维的火箭发动机壳体,并成功地进行了试验。这是三叉戟-2先进研制计划的一个组成部分。这种直径为1.88米的壳体是用 AS4石墨纤维制成的。爆破试验表明,壳体强度、容积和重量诸特性均是优良的。初步试验说明,这种材料可能是三叉戟-2计划的一种有希望的待选材料。用这种纤维制     

芳纶应用于固体火箭发动机

通过国外芳纶应用于固体火箭发动机壳体的实例,介绍了美国杜邦公司的Kevlar49、Kevlar149及原苏联复合材料联合体的CBM和APMOC系列纤维的性质;综述了提高芳纶在固体火箭发动机壳体上强度转化率的途径。并为我国早日成功应用芳纶复合材料提出4条建议。     

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…