基于MDF方法的装药燃面推移算法研究

空空导弹发动机装药燃面计算是内弹道计算的关键。采用最小距离函数的燃面计算方法,对均匀燃速下的燃面平行层推移过程进行计算,得到发动机各个肉厚条件下的装药燃面面积。首先用CAD软件将药柱表面离散化,然后将药柱所在空间均匀离散成三维点阵,计算出点阵至初始燃面的最小距离函数。针对任意指定的燃烧肉厚,选取符合条件的点组成该时刻新的燃面。以圆柱孔药和星形装药为算例,与SRM-CAD软件计算结果作对比,从计算精度上验证了该燃面计算方法的有效性。     

大长径比固体发动机侵蚀燃烧影响研究

针对大长径比固体发动机可能出现的侵蚀燃烧现象,通过燃烧室一维准定常流场计算,获得了以流速和压强为参数的侵蚀燃烧规律,建立了轴向各部位侵蚀比函数,采用分步燃面退移数值方法,模拟了药柱燃面退移过程,实现了发动机侵蚀燃烧条件下的内弹道精确预示。研究结果表明:大长径比发动机药柱中孔气流流速沿轴向逐渐增大,静压逐渐减小;工作初始阶段会出现侵蚀燃烧,且越靠近出口侵蚀效应越明显,随着药柱退移,各部位侵蚀效应逐渐减弱;燃面曲线和压强曲线会出现前高后低的趋势,与实测结果吻合。     

固体发动机药柱裂纹修补技术研究

采用灌浆修补技术对固体火箭发动机药柱的裂纹进行修补，进行了修补区域药柱的力学性能、能量特性和燃烧性能测试试验，并对发动机修补端面的燃面推移规律和发动机内弹道进行了仿真，分析了发动机和修补区域的结构完整性。试验和计算结果表明，发动机装药裂纹灌浆修补法是有效的。     

UG二次开发实现药柱燃面退移自动化

文中提出了一种三维药柱燃面退移计算近似算法,并用UG软件的二次开发功能执行此算法,达到了快速准确的获得药柱肉厚-燃面曲线的目的。UG二次开发通过MFC和UGAPI函数交叉使用实现,MFC制作对话框界面,UGAPI函数执行燃面退移算法。最后以某型号发动机装药为例,运用此方法和传统方法对比,验证了该方法的正确性和高效性。     

基于MC-RSM的固体发动机药柱可靠性分析

随着人们对随机变量认识的深入和计算能力的提高,已形成了用于处理随机变量的结构可靠度设计与分析的方法与标准。针对固体火箭发动机药柱材料性能、载荷环境、几何尺寸等参数不确定性的影响,提出一种结合蒙特卡罗与响应面法计算随机载荷下固体发动机药柱可靠性的方法。通过建立固体发动机推进剂药柱的极限状态方程,采用响应平面法和蒙特卡洛模拟随机载荷和固体推进剂药柱初始强度来获取推进剂药柱的可靠度。该方法能有效地计算贮存、飞行等环境条件下固体推进剂药柱的结构可靠性。     

嵌银丝端燃药柱燃气发生器理论性能分析

为了研究嵌入金属丝后端燃药柱燃速的变化规律,探讨嵌金属丝端燃药柱燃气发生器应用于非壅塞固体火箭冲压发动机中的可行性。采用编制的零维内弹道程序,对嵌银丝端燃药柱燃气发生器的理论性能进行了分析。算例结果显示:嵌入银丝能有效提高推进剂的燃速;设计稳态段较长的内弹道曲线是嵌银丝端燃药柱燃气发生器应用于非壅塞固体火箭冲压发动机中的关键。     

自由装填增面药柱燃烧规律射线成像技术研究

通过X射线高速实时成像技术(Real Time Radiography,RTR)对自由装填增面药柱(单根药柱及多根药柱)的燃烧规律进行了试验研究,包括药柱的不同燃面同时点燃特性、燃烧终止前药柱结构状态、自由装填药柱混合燃烧特性,并通过建立压力与燃面几何关系,得到燃速公式,与采用标准燃速测定方式测得的结果进行对比分析。试验结果表明:该种方法用于测定药柱燃速方法有效,对药柱燃烧规律的研究具有重要意义。     

固体燃料冲压发动机燃烧室燃烧特性数值模拟

采用12组分、17个化学反应的模型和二阶矩湍流燃烧模型,通过计算药柱表面热传导率,得到了燃面退移速率,对固体燃料冲压发动机燃烧室内部的燃烧流动进行了数值模拟,分析了空气流量、空气总温和入口直径对燃烧室温度分布、C4H6分布和燃面退移速率的影响.分析表明,减小空气入口直径、增加空气流量和总温都会使燃面退移速率增加.     

含金属丝端燃药柱的燃烧机理

用埋置金属丝的方法来提高端燃药柱发动机的推力是一种有效的方法。本文的目的在于阐明这种药柱的燃烧机理,以便为这种药柱的设计提供理论基础。文中详述了影响沿金属丝燃速的各种因素,并提供一些实验结果。实验研究表明,利用这种方法可以很大地提高燃速,并且借助于埋置不同的金属丝可以得到不同的燃速。因此,端燃药柱发动机推力的控制和调整可以利用埋置不同金属丝而得到。     

固体火箭发动机药柱的结构动态可靠度分析

采用Monte Carlo粘弹性随机有限无法，分析了药柱的结构动态可靠度，针对固体火箭发动机药柱材料近似不可压缩和直接Monte Carlo法效率较低的问题，基于Herrmann粘弹性有限元，采用拉丁超立方（LHS）技术进行随机抽样以提高计算的精度和收敛速度．考虑药柱材料参数的随机性，引入极小化变换方法，计算了固体火箭发动机药柱结构的动态可靠度．算例表明该方法精度高、通用性强，适于工程应用。