火箭发动机单室双推力多孔装药设计方法

为有效提高火箭弹炮口速度,减小发动机后喷燃气对发射装置的作用力,提出了单室双推力多孔装药结构,给出了装药药柱燃烧面积及通气面积计算方法,利用某火箭发动机的装药参数,计算了多孔装药内弹道特性参数.设计及计算结果表明,多孔装药结构易实现单室双推力的要求,能够提高装药药柱的刚强度特性.     

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。     

轴向过载下固体推进剂装药内外径比和长径比对结构完整性影响的规律研究

在固体火箭发动机装药设计中,一般将药柱的内外径比定义为m数(m=R/r),为研究装要设计参数m数和长径比在轴向过载条件下对装药结构完整性的影响,采用三维粘弹性模型,通过选取9种m数以及6种长径比,共54个计算模型,对装药完整性进行了计算,结果表明轴向过载条件下药柱最大等效von Mises应力、应变值受药柱m数以及长径比共同影响.并得出当长径比大于3时,其对药柱最大等效von Mises应力、应变基本没有影响的结论,为固体火箭发动机药柱结构设计时m数和长径比的选择提供理论参考.     

含装药缺陷的固体火箭发动机性能评估综述

装药缺陷是影响固体火箭发动机安全工作的重要因素。为确保安全发射,需对装药缺陷所造成的发动机性能偏差进行分析,从而对发动机的工作性能作出评估。鉴于装药缺陷行为的复杂性,目前尚未建立起完善的评估体系。基于固体火箭发动机装药缺陷行为,综述裂纹和脱粘扩展的理论与试验研究方法,包括起裂准则研究、影响扩展的因素研究及推进剂材料断裂性能研究;分别从燃气进入裂纹的边界条件和燃气传播对裂纹扩展影响两方面,综述药柱裂纹与燃气相互作用机理的研究现状;为达到对含装药缺陷的固体火箭发动机完整工作过程进行数值仿真的目的,分别从燃面退移计算方法、流体-热-固体耦合计算方法和缺陷扩展计算方法3个方面,对含装药缺陷的固体火箭发动机数值计算研究进行了总结与分析,以期得到含装药缺陷的发动机工作性能数值指标,从而为发动机性能评估工作提供参考;对于装药缺陷行为研究及数值计算方法的发展作了展望,对我国含装药缺陷的固体火箭发动机性能评估工作提供一些有意义的启示。     

某固体火箭发动机点火器药柱断裂分析与改进

针对某固体火箭发动机点火器加速老化后,在低温动力环境试验中部分产品的B/KNO 3点火药柱断裂现象,采用故障树法对断裂的原因进行了排查,并通过压力试验、强度仿真等方法对其进行分析。结果表明：药柱支撑体与装药管体间较大的间隙和药柱支撑体排列的不合理,导致药柱在振动过程中出现应力集中区域,从而产生断裂。因此,提出了消除间隙、增加支撑体、优化支撑位置等改进措施,验证试验表明改进措施消除了药柱断裂现象。     

基于三维模型空间离散的固体发动机装药燃面计算方法

装药燃面计算是固体发动机优化设计过程中的重要环节,通用、高效、准确的燃面计算方法有利于提高固体发动机设计效率和设计精度。针对传统Level-set燃面计算方法药型定义复杂、精度不高等缺点,结合SolidWorks三维实体建模和多线程并行计算技术,通过最小符号距离方法对三维装药进行精确离散化表达,实现快速、准确实现复杂三维装药燃面推移计算。计算结果与CAD实体造型法结果一致。与传统方法相比,该方法无需通过代码定义药柱构型和迭代计算,可直接用于不同固体发动机药柱设计。     

自由装填药柱点火冲击载荷数值仿真研究

采用数值仿真技术针对自由装填固体火箭发动机装药在点火燃气冲击作用下的药柱载荷特性进行了分析研究。研究结果表明,点火压强越大、点火具喷口直径越大、点火具出口端面与药柱端面距离越大,点火初期冲击载荷作用越剧烈。这一研究结果为装药结构完整性分析研究和该类发动机点火具设计提供依据。     

超期贮存固体火箭发动机药柱力学性能试验研究

固体火箭发动机药柱在生产、贮存、运输和使用过程中，将承受各种复杂的载荷。为保证固体火箭发动机点火和飞行的安全可靠性，要求药柱必须具有良好的力学性能：文市解剖了三台某型超期贮存战术导弹助推器的固体火箭发动机，对其药柱进行力学性能试验，根据试验数据对药柱进行结构完整性分析，判断药柱在受力过程中是否会产生破坏或不能允许的变形量，为正确评估该型发动机服役寿命提供参考。     

固体火箭发动机结构破坏分析

针对固体火箭发动机结构破坏的问题,基于发动机组成结构以及工作原理,采用故障分析方法对造成结构破坏的影响因素进行了分析,通过数值计算及装药受力情况的有限元分析计算进行了机理分析,确认影响原因为火箭发动机设计缺陷导致发动机工作中装药碎裂,燃烧室内部压强急剧升高所致。根据发动机结构破坏机理分析,提出了相应的改进措施,进行了相关验证试验,进一步验证了机理分析的正确性以及改进措施的有效性,为火箭发动机设计提供了参考。     

固体推进剂药柱使用寿命的研究

对不同贮存期的固体火箭发动机药柱进行了力学性能试验,得到了推进剂有关力学性能贮存时间的变化规律,分析了固体药柱在生产、运输、贮存和点火燃烧过程的受载状态;对不同贮存期的固体药柱进行了应力、应变状态的分析和计算,结合靶场对贮存十年期以上导弹飞行情况,进行了固体火箭发动机推进剂药柱使用寿命的预示.     

国外某型号发动机反设计

对国外某型号发动机进行反设计,分析了该发动机的总体结构形式,依据测绘的药型和喷管几何参数,推算出推进剂的性能参数,并计算出内弹道曲线。改进型发动机和基本型相比,提高了性能,并且改善了装药可生产性。     

一种用于脉冲发动机的级间隔离装置设计

设计一种用于脉冲固体火箭发动机的级间隔离装置。介绍了级间隔离装置的设计要求与设计方案,然后进行了详细设计和仿真分析,对加工出的产品进行的承压试验、打开试验以及点火试验结果表明,本文设计的级间隔离装置能够满足脉冲发动机的使用要求。     

固体火箭发动机装药缺陷原因分析及无损检测方法的研究

分析了固体火箭发动机的装药缺陷及其产生原因,阐述了装药缺陷对固体发动机可靠稳定工作的影响与危害,进而强调了对装药进行无损检测的重要性和必要性;随即介绍了装药无损检测技术的现状,列举比较了几种常规检测方法,为固体火箭发动机无损检测领域的应用研究提供了借鉴与参考.     

固体火箭发动机自动化参数设计软件模型与实现

分析了固体火箭发动机自动化设计的数学模型和设计过程,以及设计参数与图形生成模块的数据传递,并以某续航发动机设计为例,完成了发动机自动化参数设计的软件编制.通过使用该软件对续航发动机的设计和一些方案的论证,可知其使用方便,把设计者从繁复的计算中解放出来,大大提高了设计效率.     

点火过程对小型固体火箭发动机内弹道影响

为了研究某小型固体火箭发动机点火过程对内弹道性能的影响,建立包含点火过程的小型固体火箭发动机的内弹道数值研究模型和试验验证方案,对点火药量为1.0 g、0.8 g、0.6 g和0.4 g的发动机进行了内弹道数值研究,试验研究了点火药量为1.0 g和0.8 g两种情况,数值计算结果与试验结果基本一致。研究结果表明:小型固体火箭发动机由于燃烧室体积小,点火过程对内弹道影响明显;点火药量越大,点火药装填密度越大,引起压力峰值越大,稳定工作时间越短;经验估算得到的1.0 g点火药量产生了过高的压力,是稳定压力的三倍,0.8 g的点火药量能够满足点火可靠性和总体设计要求,产生最大压力为27.08 MPa,稳定工作时长159 ms,建议该小型火箭发动机的点火药量为0.8 g。     

一种改进型远程火箭弹发动机点火装置

针对火箭弹作战远程化的装备发展趋势,对适用于远程火箭弹发动机的点火装置设计进行改进。对满足 其功能要求的结构设计、数值计算、技术环节、功能验证等进行研究,介绍某改进型远程火箭弹固体火箭发动机点 火装置的设计和试验情况。结果表明,该研究的相关改进和试验可为后续系列火箭弹发动机点火装置的设计提供 参考。     

火箭冲压发动机无喷管助推器分析

介绍了无喷管固体火箭发动机性能计算的基本架设、控制方程和装药燃速的处理,对影响无喷管助推器性能设计的火箭冲压发动机主要要求、影响进行了分析,围绕装药长度、冲压喷管尺寸、推力要求等设计约束条件对无喷管助推器设计的影响进行了分析与计算,给出定量计算结果和研究结论．同时,介绍了一种提高火箭;中压发动机无喷管助推器性能的新方法、新方案：冲压喷管共用结构方案．     

基于动态补偿技术的姿控发动机瞬态推力测量

针对某小型姿控固体火箭发动机瞬态推力的测量,在分析其瞬态推力测量原理的基础上,指出了瞬态推力测量和稳态推力测量的差异。根据姿控发动机瞬态推力的测量特点,提出了一种动态数字滤波补偿法,采用辨识建模、动态补偿和计算机仿真相结合的手段,建立测量系统的动态数学模型,并根据瞬态推力测量的要求,设计了系统模型的动态补,偿数字滤波器,从而改善了系统的动态响应特性,达到姿控发动机瞬态推力测量的目的。采用此方法对某小型姿控固体火箭发动机瞬态推力进行了测量,测量处理结果表明：动态数字滤波补偿法应用于发动机瞬态推力的测量是行之有效的。     

基于概率论与可信性理论的不确定性设计方法

综合应用概率论和可信性理论对随机和可认知混合不确定性参数进行建模,提出了基于概率论和可信性理论的不确定性设计方法.以固体火箭发动机燃烧室壳体不确定性设计为算例,验证了该不确定性设计方法的可行性.实际工程应用中,采用近似方法生成近似模型,将计算复杂的系统响应模型替换为计算简单的近似模型,可大大提高该方法的效率.     

固体火箭发动机工作效能的层次分析法

在固体火箭发动机工作效能分析的基础上，利用解释结构模型建立固体火箭发动机工作效能的多层递阶模型，并运用系统工程的层次分析法分析计算得出固体火箭发动机工作效能诸要素的综合重要度，为固体火箭发动机的设计、工作效能的提高和今后的研究方向提供参考。