武器发射系统内弹道学

高温火箭燃气的排导一直是研制新的箱式发射系统的关键问题.发射架和舰艇需要用特殊的材料来防护.“标准”导弹垂直发射系统(VLS)的设计要求特别苛刻,因为导弹产生大量燃气.对内部燃气流穿过新导弹发射系统的分析一直是一个难题.例如穿过发射系统的强压力波就决定了机械强度的设计值.从高温燃气流来的紊流对流热传递,提供了发射系统的最大热输入,因此,要求为装运箱和发射架内表面设计防护材料.燃气流穿过系统时会发生复杂的不明的化学反应,从而使燃气的化学成份以及它的物质性质在每点各不相同.     

N—I运载火箭第一级数控系统的设计

N-I火箭是日本为开发宇宙而研制的带三个捆绑助推器的三级大型运载火箭,一、二级采用液体火箭发动机,第三级和助推器采用固体火箭发动机。火箭全长32.57米,直径2.44米,总重90.38吨,能将130公斤重的卫星送入同步轨道。它的制导系统采用了无线电制导。用它已发射了几颗卫星、见表1。     

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:     

火箭发动点火器的MTV烟火药研究

本文叙述了 MTV(Magnesium-Teflon-Viton)烟火药的研究,其目的是为了研制和试验适用于火箭发动机点火器的配方。大量的热化学计算表明,组分比例和燃烧压力对 MTV 燃烧产物的热力学性能和组分有影响。用三种配方进行了热量、热分析、工艺和内弹道研究。配方中含有维通 A 4%及两种粒度的特氟隆。此配方满足密实要求。用压力范围在0.8～4.2MPa 的小型试验发动机进行管状药柱的点火试验。用含有镁58%MTV 的组分获得了非常良好的结果,其计算的燃烧产物中50%以上处于凝聚状态。在220 MPa 压力下这种密实的点火药的燃速定律为:γ(cm/sec)=1.69 P(MPa)~(0.22)在100 MPa 压力下密实,其燃速升高15%。用上述 MTV 烟火药制成的药柱进行了一系列的环境试验,并成功地用来点燃小型研究发动机及推进剂鉴定发动机。     

用X射线系统检测三叉戟火箭发动机

洛克希德公司研制了一种X射线实时显像系统,用于检测海军C4三叉戟固体火箭发动机。此法比普通X射线系统检测更完全、更均匀、效率高且费用明显降低。这一看法为生产三叉戟导弹第一级发动机的赛奥科尔公司、生产该导弹第二、三级发动机的赫克利斯公司和航空喷气战术系统公司的实验所证明。航空喷气公司利用该系统检测了陆军的霍克导弹发动机和海军通用动力标准导弹发动机。     

MX导弹喷管用先进材料评论 Ⅱ 第一级喷管的先进材料

本文是评论MX导弹喷管先进材料的三篇文章中的第二篇。第一篇文章于1977年4月在SAMPE季刊中发表(译文见“固体火箭技术”1978年第二期第99—105页),综述了MX导弹喷管对材料的要求,叙述了石墨材料的结构、性质和性能之间的关系。本文继续对MX的第一级和第二级发动机喷管所用先进材料进一步进行评价。     

欧洲同步科学卫星用的远地点发动机

意大利斯尼亚粘胶公司和法国“欧洲推进公司”于1973年5月开始联合研制“GEOS”欧洲同步科学卫星的远地点发动机,前者负责计划管理,发动机设计,推进剂和绝热层研制,发动机的装配和试验;后者负责壳体、喷管和点火器的设计、制造和试验。计划于1976年1月完成,将成为欧洲首创的远地点发动机。发动机长1130毫米,直径684毫米,装端羧聚丁二烯推进剂267公斤,壳体材料用 Ti—6A1—4V 钛合金,绝热层用石棉乙丙橡胶,采用半潜入喷管,喉径67毫米,膨胀比37,高密度石墨喉衬,碳布缠绕扩散段。发动机总重303公斤,燃烧室平均压力23公斤/厘米~2,真空最大推力2360公斤,真空比冲286秒,使用温度范围-10~℃～+40℃,相应的燃烧时间为51和47秒。研制工作分初步设计、金属件设计,组件鉴定,研制试验,鉴定试验和验收试验六个阶段。研制、鉴定试验中全尺寸发动机试车4发,验收批4发,其中试车2发,交货2发,提出这个报告时,正进行鉴定试验工作,已经取得的试验结果都很好,但研制试验有一台发动机经 X 射线检查,发现装药有缺陷而未进行试车。     

航天飞机用的液体火箭助推器

用液体火箭发动机作为航天飞机助推器的设想虽然很早有人提出过,但被人们搁置了达20年之久.美国肮天局早期的结论认为液体火箭发动机不能承受海水浸渍.但自从“挑战者”号航天飞机固体助推器发生故障而导致灾难性事故之后,美国航天局又重新对液体助推器方案进行了考查,以了解这种方案能否对安全飞行有所改善,以及能否增加有效载荷.这段时间美国肮天局及其承包公司进行了论证,发现液体助推器有不少好处,例如一旦出现故障,实现中止飞行的可信度较高;可增加有效载荷,对低地球轨道     

导引头实物仿真技术

讨论了美国陆军导弹司令部在研制面空导弹时采用的导引头实物仿真技术.目前在导弹系统的研制过程中,人们受到很多限制,例如经费有限,需要进行可靠的系统试验,要求在逼真的环境,包括电磁干扰和抗干扰环境中评价系统等.导引头实物仿真试验能为解决上述问题发挥重要作用.介绍和讨论了射频、非红外成像和电-光波段的现有仿真设备及其性能;举例介绍了最近完成的仿真试验结果及其对降低导弹系统研制成本所起的作用.最后介绍了主要的仿真技术和美国陆军提高仿真器能力的未来计划.     

固体推进剂发动机的比冲予示

实际比冲的理论予示方法大家是比较熟悉的.这些方法包括计算由于两相流、扩散、边界层、动能、喷管潜入和不完全燃烧造成的损失。在典型的加铝推进剂中最大的计算损失是两相流损失;由于粒子的大小和分布是不能精确知道的,因此这种计算也就具有最大的不精确性.本文中把由试验数据获得的平均粒子直径与喉径的关系用在固体火箭性能予示程序(SPP)方面,以便予示一系列发动机的推进剂比冲。这些予示与试验结果进行比较。结果指出比冲效率可认为与推进剂的本质有关.此外,试验比冲和比冲效率对发动机和推进剂变量是统计地相关的。这些相关性与较复杂的、较昂贵的理论分析一样准确.除比冲予示外,相关方程在发动机设计最佳化中是有用的。