导弹用小型液体火箭发动机装置的使用及发展现况

一、概况 近年来国外战术导弹的发动机装置绝大多数采用固体火箭发动机或是其他形式的。液体火箭发动机用得很少。据统计世界上现有服役的战术导弹230多种中,使用液体发动机装置的仅有15种左右;占总数6.5％。其中苏联有六种、以SA-2地空导弹、SS-N-2冥河舰—舰导弹为代表。美国有七种,以小斗犬族空舰、空地导弹、AQM-37A靶弹,长予地—地战术导弹为代表。以及瑞典的RB-05A空舰、空地导弹和英国的兰剑战略空地导弹。详见下表。     

商业化“大力神”运载火箭

介绍马丁·马丽埃塔公司正在实行的“大力神”Ⅲ商业火箭计划,这种运载火箭是在“大力神”34D的基础上改进而来的,采用大尺寸整流罩和加长舱以进行单/双星发射,它的低轨道运载能力将达到143t,并能同航天飞机/“阿里安”运载火箭相兼容.目前已改进了第二级前裙结构和某些布局,第二级长度也已加长,该公司正在实施加装轨道转移级的计划,目的是使载荷直接进入同步转移轨道.     

固体火箭发动机／导弹一体化设计

以某一两级固体地—空导弹作为算例,研究了固体火箭发动机/导弹一体化设计问题。研究以导弹起飞质量最轻和可用过载最大为目标建立了目标函数,利用优化理论完成了7个设计变量的优化设计。优化结果表明,所建立的数学模型是正确的。     

固体火箭发动机装药临界弹性模量的计算

本文根据弹性力学和气体动力学导出了计算固体火箭发动机自由装填装药临界弹性模量的基本公式及其计算方法,该方法对推进剂是可压缩的或是不可压缩的均适用。     

大力神—4改进型固体助推器爆炸原因分析及启示

介绍了大力神-4改进型固体助推器的研制情况、结构特点及主要性能,阐述了地面试验失败的原因及改进措施,并联系卡斯托Ⅱ研制中出现的类似失败情况,就发动机内流场气流的相互作用及药柱变形对发动机工作的影响进行了扼要分析,并提出了值得重视的几点启示。     

固体火箭发动机喷管喉部沉积过程的传热分析

推进剂含金属填加剂的固体火箭发动机在工作过程中有时会发生喷管喉部沉积现象,可能对发动机性能带来严重的影响。本文根据有关实验现象,建立了喉部沉积过程的传热模型。假设喷管喉部结构由沉积层、耐熔喉衬、绝热衬套及外壳等导热性能不同的材料组成的,其中沉积层的厚度是随时间变化的,是多层壁变边界的不稳定传热问题。根据喉部沉积的传热模型建立了偏微分方程组,采用有限差分完全隐式格式用电算机进行数值分析计算。计算分析结果给出了喉部截面温度场及其变化规律,并从理论上预示有关因素对喉部沉积的影响,与实验规律一致。     

火箭发动机的爆破压力预估

本文用弹性——塑性和简单的不稳定性理论预估火箭发动机壳体的爆破压力。而材料的特性经验地用修正的Ramberg-Osgood的公式表示。当发动机壳体达到塑性不稳定时,就发生爆破。对发动机壳体的静态和动态两种情况进行了分析。在静态情况下,推出了爆破压力方程的显式。对于飞行状态,爆破压力是不显示地从一个超越方程的根而得出。分析计算基于如下假设:在发动机壳体最薄的断面产生破裂,如在平行的部位或圆盖形的端部。这个理论得到了验证,与试验结果极为吻合。对于特定的发动机壳体而言,预估的爆破压力的误差在3％之内。在专用设备上静态模拟飞行条件。     

N2O/丙烷火箭发动机研制

为进行N2O/丙烷(C3H8)火箭发动机(NOP)试验,在亚拉巴马大学(UAH)新建了一座发动机试车台,装备了台架式推进剂供应系统、10001bsf(4448.22N)的推力架和数据采集系统.研究了N2O催化分解点火方案,对几种催化剂材料进行了评估.Shel1-405和钴基的ZSM-5性能良好,可使N2O充分分解,并点燃碳氢燃料,如丙烷.试验表明,纯N2O通过Shel1-405时,催化分解反应在400°F(204℃)时进行,如果加入少许碳氢燃料(例如丙烷或丙烯),此温度将下降到大约200°F(93℃).NOP发动机在L*=3m时,在混合比4.89到8.68之间进行了试验.在合适的热损失模型下,试验数据与理论计算结果相吻合.使NOP发动机稳定工作的范围基本确定为N2O流量＜0.270 1bm/sec(0.122kg/s),混合比在5～6之间.用辐射测量仪来测量发动机排气温度和羽流成分,用羽流皮托管校验推力数据.     

全世界对冲压发动机又产生了兴趣

截止90年代初,世界上已有六种冲压和火箭冲压组合发动机的导弹得以应用.包括两种第一代导弹,即英国的警犬(Bloodhound)和中国的HY-3/C101.两台并联工作的冲压发动机位于弹体后部,采用可分离的固体火箭助推器将导弹加速到冲压发动机开始工作点.由于此种导弹既庞大又笨重,大多限于面对空型.美国曾研制和使用过的波马克导弹已在20年前退役.英国的警犬将进入第四个十年服役期.中国直到80年代才开始制造、使用HY-3/C101导弹.     

固体火箭发动机计算机辅助设计（CAD）技术的发展

本文概括介绍了CAD工作站的特点和计算机辅助机械工程软件(MCAE)的构成及功能,在此基础上,本文还讨论了固体火箭发动机设计一体化问题.