空空导弹多脉冲固体火箭发动机能量分配优化研究

针对多脉冲固体火箭发动机在空空导弹上的应用,以扩大空空导弹的不可逃逸攻击距离作为主要优化目标,同时考虑导弹的最远射程和末端速度,借用遗传优化算法,对双脉冲和三脉冲发动机的综合性能参数进行了优化,得到了导弹综合性能最优的发动机能量分配方案,为空空导弹多脉冲发动机的设计提供了理论依据。     

Experimental Investigation on Ablation Characteristic of EPDM Insulator in Different Gas Environments

Some ablation experiments of Ethylene-Propylene-Diene Monomer(EPDM)insulator were carried out in quasi-static low temperature gas environment,gas-phase environment,two-phase environment with Al2O3 grain and high concentration Al2O3 grain gas environments.Their charring ablation rate,thickness,surface morphology and main ingredient of the charring layer were analyzed.The experiment results show that the main influent factors for the charring ablation rate are the gas temperature,grain concentration and state...     

Cold Flow Experiments and Acoustic Investigation on Pressure Oscillation Induced by Flow Instability

Pressure oscillation in solid rocket motor is believed to be the results of the interaction between the flow instability and the acoustics of combustion chamber.Several reasonable and necessary hypothesizes are given to establish an equation to describe this coupling.A cold flow motor called CVS60D(corner vortex shedding 60°)was designed to study the flow-acoustic coupling based on theoretical analysis.Experimental investigations were carried out to determine the acoustics of CVS60D.Corner vortex shedding i...     

Theoretical Analysis on Thermal Choking in Expanding RBCC Duct

A one-dimensional theoretical model was adopted in this paper to describe and analyze the flow in an expanding RBCC(rocket based combined cycle)duct.It can be concluded that the expanding angle,heating amount and distribution of heating play crucial roles on the thermal choking.They mainly influence the acceleration of flow,the position of choking throat and the total pressure loss.In order to fulfill the transition of subsonic flow to supersonic flow in the expanding RBCC duct,the heating amount has to cha...     

基于能量守恒的HTPB推进剂非线性本构关系

为描述HTPB推进剂中增强粒子的脱湿引起本构关系非线性响应行为,建立了由粒子、空泡与基体组成的三相物理模型,给出了在单向拉伸载荷作用下确定本构关系的算法。依据热力学能量守恒定律,确定了临界脱湿应变方程。利用细观力学Mori-Tanaka方法,确定了临界应变方程需要的宏观有效模量。针对增强粒子满足对数正态分布的HTPB推进剂进行了数值模拟。结果表明,HT PB本构关系由两个阶段组成,初始的线弹性阶段与开始发生脱湿后的非线性阶段。体积膨胀应变随空泡体积分数的增大而增大,而宏观有效模量随空泡体积分数的增大而减小。针对一般复合固体推进剂,该本构关系的形式较为简单,适合应用于工程中。     

水平Rijke管热声不稳定的双稳态和触发分析

建立了水平Rijke管热声模型,并利用Galerkin方法对控制方程进行展开,实现数值求解。利用非线性动力学理论对系统进行分析,得到系统的全局稳定区域、全局不稳定区域以及双稳态区域。获得了无量纲加热功率K、热源相对位置xf、阻尼系数c1与无量纲时间延迟τ之间的稳定区域图谱。发现热源相对位置xf的稳定性区域关于xf=0.25近似呈对称分布,阻尼系数c1的双稳态区域在τ=0.5时达到最大。研究了系统在双稳态区域内的触发和极限环振荡现象,获得无量纲加热功率K、阻尼系数c1和热源相对位置xf等参数变化时的临界触发值。发现系统的临界触发值P1与U1具有一致的变化规律,其随无量纲加热功率K的增大而减小,但随阻尼系数c1的增大呈现增大趋势。特别的,临界触发值随热源相对位置xf的增大呈现先减小后增大的趋势。在双稳态区域内,系统稳定极限环振荡的振幅和频率与初始扰动值无关,但扰动值会影响系统达到稳定极限环的时间,系统在U1=0.4扰动下达到极限环所需时间比U1=0.8延长约3倍。     

固体推进剂非线性压强耦合响应特性实验研究

为获得固体推进剂非线性压强耦合响应特性,建立了一种非线性压强耦合响应函数的实验测量方法,分别对三种含铝复合推进剂开展了非线性压强耦合响应函数(Rp)的实验研究,获得了推进剂非线性压强耦合响应特性,深入分析了非线性压强耦合响应的影响因素。结果表明,提高触发激励压强以及改变触发激励方式,可以在T型燃烧器中模拟与实际发动机非线性燃烧不稳定相类似的非线性压强振荡特性,从而获得固体推进剂非线性压强耦合响应特性。非线性压强耦合响应函数对轴向各阶频率振荡幅值的变化较为敏感,峰值频率附近的响应值对振荡幅值的变化最为敏感,响应值变化最大,其中响应函数峰值从0.4增大到1.12。中间位置触发激励产生的二阶频率响应值与线性法长度减半对应的一阶频率响应值有明显的不同,进一步验证了线性法和非线性测量结果本质区别。     

可调谐LD吸收光谱燃烧诊断技术研究进展

介绍了可调谐半导体激光器吸收光谱(TDLAS)燃烧诊断技术的基本原理及其参量测量原理,分析了基于时分复用、波分复用、单激光器、速度和流量测量以及断层扫描技术的TDLAS燃烧诊断系统的组成特点和关键问题.总结了TDIAS燃烧诊断技术发展历程和最新进展,并对该技术发展趋势进行了展望.     

AP多粒度级配固体推进剂非稳态燃烧响应模型

为获得高氯酸铵(AP)粒度级配对固体推进剂燃烧响应特性的影响,以氧化剂单粒度的多火焰稳态燃烧模型(BDP)为基础,考虑实际推进剂中AP多级配粒度分布,建立了AP多粒度级配的AP/端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂非稳态燃烧响应模型,并对模型进行校验。针对由四种AP粒度330,250,110μm和50μm组合成的几十种AP多级配复合推进剂,分别在工作压强10MPa、振荡频率25~1000Hz条件下开展了燃烧响应特性研究,分析了AP粒度级配和配比等参数变化对压强耦合响应函数的影响规律。模型计算结果表明,100~1000Hz,燃烧响应模型计算结果与文献实验测量结果吻合较好(实验压强>5MPa),误差小于9%。AP粒度配比与级配对燃烧响应函数的分布影响较大,影响规律基本满足:AP多级配中提高小粒度AP的配比含量或者降低大粒度AP配比含量可以抑制中低频振荡,但同时会增益中高频振荡。用中粒度AP替代小粒度AP可以抑制中高频振荡,反之,替代大粒度AP则可以抑制中低频振荡。