固体火箭发动机喷管喉衬应力场的理论预估

本文对固体火箭发动机复合结构喷管石墨喉衬在燃气压力和变温载荷作用下的瞬态应力场,采用有限元法进行了分析、计算.提供了该方法的力学模型与基本方法和算例.计算中考虑了材料的方向性.为了节约计算机内存,整体刚度矩阵(K)采用了变带宽压缩存贮法.为了验证理论计算结果的准确性,还与实验结果进行了对比,两者基本符合.     

倒置喷管发动机性能测定方法的比较与分析

采用三种试验方案对喷管倒置１５０°引起的比冲损失进行了测定、分析和比较。结果表明,双室串并发动机顺倒置四喷管引起的比冲相对损失为１．８％左右;如果将顺置采用单喷管,那么该项损失大约为４．１％。采用双室串并发动机时,测试系统和判读系统误差不能进入测试数据中,所以它比单独采用顺置和倒置时测定的数据可靠。     

固体火箭发动机喷管烧穿故障的试验分析

根据某大型固体火箭发动机在地面试车喷管扩散段前部的烧穿故障的诊断,认为喷管的内型面半径对轴线的导函数在型面衔接点处不连续是导致烧穿故障的直接原因,通过对比模拟试验得到证实。又通过对原型喷管的Ｎ－Ｓ方程计算,发现在型面衔接处有漩涡存在,与最初分析的速度转折点的道理相一致,从而确诊故障。最后,提出型面设计的改进建议,即以余弦曲线代替圆弧曲面,使衔接点处导函数连接,可大大减弱冲刷烧蚀作用,从而避免烧穿。     

潜入式喷管喉衬界面间隙优化设计

为了解决固体火箭发动机潜入式喷管喉衬在热载荷与内压联合作用下界面间隙优化问题,数值模拟方法求解了喷管热结构响应.采用流体仿真软件,计算了潜入式喷管流动过程的稳态流场,获取了高温燃气流动参数与固体壁面对流换热系数.并采用三维有限元结构计算平台,编写了非均布壁面压力载荷与非均布对流换热系数子程序,求解了喉衬前后搭接界面间隙...     

固体火箭发动机壳体及喷管模态分析

发动机模态参数是检验发动机有限元动力模型、进行振动响应分析的基本数据.本文选用锥壳单元,介绍了轴对称旋转壳模态分析方法.计算了发动机壳体和喷管的固有频率和振型,并与实验结果进行了对比分析.     

强制偏流喷管的实验研究

介绍了整体级概念及强制偏流喷管,分析了喷管内的流场与外蜀压力变化的关系。在实验参数相同的条件下进行了与普通锥形喷管的对比实验,并测定了在发机工作过程中扩散段的压力变化,结果表明,该喷管具有良好的推力性能和自动补偿外界压力变化的能力。     

无喷管固体发动机装药技术研究

为提高无喷管发动机的比冲,从装药角度研究了在低燃速推进剂配方中加入短纤维以提高推进剂的抗冲刷性能,采用装药＂喷管＂收敛段的倒锥形造型技术及两种不同燃速推进剂的同心层装药,使无喷管发动机的比冲稳定在１８８２．０～１９８９．０Ｎ·ｓ／ｋｇ,满足了预定要求。与有喷管同类型发动机的内弹道性能比较,无喷管发动机的总冲量达到相当高的水平。     

固体火箭发动机喷管喉衬动边界条件下的温度场计算

本文探讨了固体火箭发动机喷管喉村在烧蚀退移、燃气中固体微粒的沉积以及沉积物吹除所引起的动边界条件下的温度场数值计算模型。模型的建立以有限体积能量平衡的基本原理为依据,采用有限差分的数值计算方法及稳定性较好的交替方向隐式格式求解。为确保数值计算结果在边界退移及网格脱落时的稳定性,采用了插值与迭代相结合的方法,以全隐式格式求解表层网格节点和受热壁面的温度。模型还考虑了多层背村材料结构、变物性材料特性等诸种因素,使之具有一定的普遍性,并可应用于工程设计和研究中。数次发动机实验证明,本文提出的温度场计算模型能够较真实地反映喉衬温度响应,具有较为满意的计算精度。     

固体火箭发动机喷管结构瞬态温度场的理论预估

本文采用目前广泛应用、效果显著的有限元法,对固体火箭发动机复合喷管结构的轴对称瞬态温度场进行了理论预估.在计算中考虑了对流换热系数沿喷管轴向的变化及材料的方向性.所编程序通用性较好.     

双级延伸喷管模态分析

采用有限元法对双级延伸喷管收拢状态进行了模态分析,基础喷管的出口锥和两级延伸锥采用四节点壳元,延伸喷管的展开作动筒采用三维梁单元。最后给出了前六阶振型及对应的频率。     

三氧化二铝沉积层厚度随时间变化的传热理论解

本文根据传热理论建立了固体火箭发动机喷管三氧化二铝沉积规律的数学模型,并求得了喷管壁内和沉积层内的温度分布。又根据沉积层厚度的定义确定了沉积层厚度随时间变化的解析解。数值计算结果与实验的比较表明,理论计算得到的基本规律和实验相符。     

固体火箭发动机喉径变化辨识

根据发动机实验得到的燃烧室压强和发动机推力随时间变化数据,考虑了三氧化二铝沉积、消融和喉衬材料烧蚀,建立了喉径变化模型,并用辨识技术得到了喉径变化规律,为发动机性能计算提供了必要的数据,大大提高了性能计算的精度。     

固体火箭发动机点火器的工程设计和流量估算

固体火箭发动机点火器传统工程设计的方法是应用经验公式估算点火药量,点火器结构设计依赖于设计人员的经验.本文依据数值方法给出了通用点火器设计方法,点火器流量估算方法.通过发动机压强上开段的峰值、达到峰值的时间来筛选方案,从而最终设计出点火器.文中还给出了实验结果.依据本文中提出的方法成功地进行了多种发动机的设计,表明工程应用性强.     

喷管故障情况下异常数据的处理

根据首台发动机静止试验喷管故障情况下的试验数据,提出了对压强－时间、推力－时间曲线进行修正处理的方法,得出了满意的结果,为正确评价发动机总体设计、内弹道设计提供了可信数据。     

喷管喉部沉积层的初始沉积速度预估

本文以两种理论分析方法分析了固体火箭发动机喷管喉部沉积层的形成规律.其一,针对喉部沉积层是喉部上游沉积物流动的结果的论点,以粘性层流理论分析了液体薄层的流动性质,并对此论点提出了不同看法.其二,以粒子的宏观运动规律出发,推导粒子的初始沉积速度公式,并取得成功.从而弥补了在沉积问题的理论分析中必须借助于实验资料的不足.     

固体火箭发动机材料现状和前景展望

介绍当今导弹和航天用固体火箭发动机主要构件燃烧室绝热壳体和喷管材料应用现状,讨论了该领域金属材料、聚合物基复合材料、碳基和陶瓷基复合材料的技术发展趋势和应用前景。     

无喷管火箭发动机

本文综合现有的无喷管火箭发动机研究的成果,评述其优缺点.在此基础上,对无喷管发动机的工作特点和主要影响因素,如点火、燃烧、装药变形及两相流动等,进行了分析,以及讨论了无喷管发动机内弹道计算的有关问题.