近年固体火箭推进技术发展趋势

讨论了在冷战结束后的政治、军事环境下固体发动机应用领域的动向和固体火箭推进技术的发展特点，重点了发动机设计及固体推进剂、壳体、喷管、点火系统等单项技术的发展趋势。     

正交各向异性复合材料圆柱壳轴对称大变形解析

按照考虑横向剪切变形的大挠度理论，研究了在轴对称法向载荷和均匀轴向载荷作用下，正交各向异性复合材料圆柱壳的轴对称大变形问题。得到了边界条件为固支和简支时，有限长圆柱壳的解析解。文中还给出了碳纤维／环氧复合材料圆柱壳的算例，说明了边界条件的影响。     

固体发动机壳体用D406A钢锻件的断裂韧度KIC测试研究

对固体发动机壳体用D406A超高强度锅锻件,进行了平面应变断裂韧度K_(IC)测试研究,获得了壳体重要部位实用锻件的K_(IC)值;找到了材料强度和断裂韧度合理匹配的碳含量范围,为壳体设计与安全使用及断裂分析提供了试验依据。     

基于导航定位原理的火箭涡轮泵轴承故障诊断

为准确判断火箭发动机涡轮泵轴承在试验台上试验时发生故障的部位，同时避免通过轴承特征频率诊断轴承故障的方法所带来的不确定性，基于GPS卫星导航定位原理，利用时幅曲线的相位信息，提出一种新的轴承故障诊断方法:振源坐标定位法，即通过四个已知坐标的振动传感器测得同一振动波的时幅曲线相位差判定振源位置。将试验台上轴承和四个振动信号传感器安放在坐标已知的直角坐标系中，利用时幅曲线拐点分析法准确捕获振动信号到达四个传感器的时刻，再利用这四个时刻和已知坐标计算出振源位置坐标，最后根据振源位置坐标判断其是否为轴承故障及具体故障部位。通过仿真计算证明该方法理论上可行。     

Development of Kabila rocket: A radioisotope heated thermionic plasma rocket engine

A new type of plasma rocket engine, the Kabila rocket, using a radioisotope heated thermionic heating chamber instead of a conventional combustion chamber or catalyst bed is introduced and it achieves specific impulses similar to the ones of conventional solid and bipropellant rockets. Curium-244 is chosen as a radioisotope heat source and a thermal reductive layer is also used to obtain precise thermionic emissions. The self-sufficiency principle is applied by simultaneously heating up the emitting material with the radioisotope decay heat and by powering the different valves of the plasma rocket engine with the same radioisotope decay heat using a radioisotope thermoelectric generator. This rocket engine is then benchmarked against a 1 N hydrazine thruster configuration operated on one of the Pleiades-HR-1 constellation spacecraft. A maximal specific impulse and power saving of respectively 529 s and 32% are achieved with helium as propellant.Its advantages are its power saving capability, high specific impulses and simultaneous ease of storage and restart. It can however be extremely voluminous and potentially hazardous. The Kabila rocket is found to bring great benefits to the existing spacecraft and further research should optimize its geometric characteristics and investigate the physical principals of its operation.     

基于双向流固耦合方法的柔性变结构喷管性能分析

为研究柔性变结构喷管的高度补偿潜力,本项研究利用ANSYS平台,基于双向流固耦合方法,对柔性变结构锥型喷管进行数值模拟,分析了飞行高度和柔性材料的弹性模量对喷管性能的影响。模拟结果表明,随着飞行高度的升高,柔性喷管变形加剧,喷管内部流场呈现出膨胀波-激波-膨胀波的波系特征,喷管柔性段的最大型面变形量和壁面最大应力逐渐增大。当材料弹性模量大于100 MPa时,喷管柔性段型面变形对流场的影响将可以忽略。研究显示,该柔性喷管的低空比冲显著高于传统喷管,高空比冲仅略低于传统喷管,其6 km设计高度下较传统喷管有1.462%的高度积分比冲增益。     

火箭整流罩声振环境缩比特性研究

针对火箭整流罩全尺寸声振环境试验过程中难度大、成本高的问题，通过量纲分析的方法建立了缩比模型的相似准则，研究并获得了缩比模型与原模型之间内部声场、壁面振动加速度的关系，并使用声学有限元方法(FEM)进行了仿真计算。仿真结果表明，缩比模型与原模型场点处声压级相吻合，壁面振动加速度成一定的比例关系，符合缩比准则结果。该方法为火箭整流罩的声振环境预示和试验提供了理论依据。     

火箭发动机激振立交桥的模态研究

介绍了火箭发动机用于大型钢筋立交桥激振,对北京西厢工程中菜户营立交桥和天宁寺立交桥进行振动特性试验和模态参数识别的研究情况,给出了试验结果,为桥梁的动态测试提供了一种新的激振方法。     

用湍流附面层方程计算喷管内的对流换热

在流场计算的基础上,运用Patankar-Spalding方法积分求解了湍流附面层控制方程组,从而得到了固体火箭发动机喷管内燃气与壁面之间的对流换热。其中在附面层靠近壁面的底层区使用了Gouette流分析,在壁面边界和自由流边界处引入了滑移值的概念,因此保证了计算结果的相对准确性。最后将本文的计算结果与巴兹公式的计算结果和实验结果进行了比较。     

玻璃钢圆筒壳体内压下的变形及破坏强度

本文以线弹性薄膜理论为基础对固休火箭发动机玻璃钢筒体内压下变形,同时应用最小余能原理对其破坏强度问题分别进行了理论分析与计算.通过对全尺寸壳体的变形测试和爆破压力试验,以及对标准容器进行的批量爆破试验,证实理论分析基本符合试验结果.