固体火箭发动机点火失效分析及改进

采用故障树分析的方法,结合发动机设计和试验情况,针对固体火箭发动机尾部点火失效机理进行了分析,根据分析结果提出了解决方案．通过试验验证表明,改进后固体火箭发动机的点火性能有了进一步的提高．     

单项点火试验在小型固体发动机点火设计中的应用

阐述了小型固体火箭发动机点火装置单项点火试验的目的、作用,结合具体发动机点火装置研制,设计了单项点火试验容器.根据单项点火试验结果,对点火药药量、初始点火容积、喷管设计状态、点火方式、环境条件等因素对点火器点火性能的影响进行了分析,并对初始点火设计参数进行了调整.研究结果表明,基于单项点火试验所做的设计改进,解决了发动机研制初期遇到的点火延迟、低温点火失效等问题.     

基于FTA的某发动机点火延迟分析

介绍了基于故障树分析法(FTA)进行的某固体火箭发动机低温下点火延迟故障的分析过程。通过对发动机故障试验曲线的分析,得出了点火发动机点火延迟造成主发动机点火延迟的结果,列出了点火发动机点火延迟的故障树,并通过分析及试验对故障树所列因素进行了排查,找到了有可能引起该故障的原因,提出改进措施,改进后的点火发动机能满足使用要求。     

某型固体火箭发动机点火药盒的改进设计

分析了某型固体火箭发动机点火药盒在贮存期内产生气体、盒表面变鼓问题的原因,提出了选择不含镁粉的黑火药作为点火药剂,并重新设计药量及粒度混装方案;经过各项试验证明,新的点火药盒能够满足该型发动机点火要求。     

多孔药型B-KNO_3点火药在点火发动机中的应用

针对中型固体火箭发动机中点火发动机的结构特点,提出了采用多孔药型B-KNO3点火药作为点火发动机主装药,以增加装药燃面、提高装填系数。通过在某型空地导弹发动机用点火发动机的应用,验证了多孔药型B-KNO3点火药点火性能满足要求,为中型点火发动机的装药设计提供一种新途径。     

空空导弹固体火箭发动机舰用化关键技术分析

针对空空导弹舰用化趋势,考虑了航母作战环境,梳理出低易损发动机技术、高安全点火技术、高仿真环境试验技术等关键技术。通过进一步分析关键技术的国内现状,对目前空空导弹固体火箭发动机舰用化工作给出如下建议:建立健全固体火箭发动机低易损性相关标准和评估体系,推进HTPE推进剂工程化进程和低易损壳体技术进步;开展激光点火器关键技术攻关;开展拦阻冲击、制动冲脱等试验设备研制。     

固体火箭发动机点火装置安装位置对点火性能的影响研究

为实现某小型固体火箭发动机的可靠点火启动,设计了尾部和头部两种点火方案,进行了发动机的地面点火试验,分析了点火装置安装位置对点火性能的影响.试验结果表明,点火装置安装在喷管堵盖上的尾部点火方案不利于发动机的点火启动;相比于尾部点火方案,点火装置安装在发动机前封头上的头部点火方案所需点火药量减少50%,且各项技术指标满足设计要求,点火性能明显提高.     

直列式安全点火系统及其在固体火箭发动机中的应用前景

介绍了直列式安全点火系统的特点、国内外研制及应用概况，预测了它在未来固体火箭发动机中的应用前景。     

空空导弹用火箭发动机的设计验证计划

完成了使用碳纤维增强环氧树脂壳体和少烟、含硝铵复合推进剂的空空导弹火箭发动机的设计验证计划。介绍了包括材料选择和固定金属部件的方法在内的发动机壳体结构设计。完成了包括环境和操纵破坏试验在内的发动机壳体结构试验。对于整个发动机，进行了隔热、粘接、推进剂性能、药柱设计和发动机壳体性能的设计验证。试验了六种不同飞行质量的发动机，项目包括极限温度下点火、环境载荷、在具有发射弯曲力矩、老化和后力脉动的情况下点火。还使用两种发动机进行钝感弹药试验，即快速自燃和撞击试验。     

限燃涂层对点火瞬间状态控制的研究

点火瞬间状态的控制是高性能固体火箭系统设计中遇到的一个关键问题，通常在研究试验过程中，对发动机初样设计要进行改进设计以去除不理想的点火状态，为解决这些问题，研究了一种实用的控制方法，即限燃涂层法。描述了限燃涂层对点火瞬间状态的控制效果，最终提出了限燃方式设计的通用方法。     

空空导弹发动机点火系统安全性设计

从组成空空导弹发动机点火系统的点火电路、安全保险装置、点火装置等各个环节,全面系统地介绍了安全性设计原则、内容以及采取的具体措施,为空空导弹发动机点火系统的安全性设计工作提供了参考,提出安全性设计要从系统角度进行全面规划和设计,以提高空空导弹在未来复杂战场环境条件下的安全性。     

点火药盒开孔大小对点火燃气内流场特性影响

为了保证阶梯多根的装药设计形式的火箭发动机点火过程的安全性与稳定性,研究了不同开孔大小点火药盒的火箭发动机点火过程的流场特性.采用FLUENT计算软件对不同开孔大小点火药盒的火箭发动机点火过程的内流场进行了三维数值仿真,分析了点火药盒开孔大小对点火过程流场特性的影响.不同开孔大小点火药盒的输出压强都大约在4 ms时达到...     

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。     

导弹意外点火时燃气排导系统流场数值模拟与分析

根据舰载垂直发射系统的结构特点,对其物理模型进行了简化,给出了三维坐标系下燃气流的控制方程。分析、计算了舰载垂直发射系统在导弹意外点火情况下其燃气排导系统承受的压强载荷。通过对气流场的数值模拟,得到了在导弹意外点火情况下,燃气排导系统的压强载荷分布规律。     

固冲发动机补燃室内硼颗粒点火和燃烧数值研究

采用颗粒轨道模型进行了含硼贫氧推进剂固体火箭冲压发动机补燃室两相流的数值模拟,其中硼颗粒的点火和燃烧模型采用的是King模型,建立了发动机补燃室内简单反应流模型,并在该模型下对某实验发动机进行了模拟,得出颗粒在补燃室内的分布,结果表明:进入头部回流区的硼颗粒能够快速点火,并且颗粒直径增大后,点火时间增加,颗粒燃烧效率显著降低.     

双脉冲发动机Ⅱ脉冲点火瞬态工作特性研究

针对双脉冲发动机Ⅱ脉冲点火过程,基于Fluent流场仿真软件平台,建立了数学物理仿真模型,并编写了用户自定义函数(UDF)模拟动态点火具质量流率边界及装药燃烧加质过程。研究了隔层破开前、破开后及稳定建压3个阶段的流场瞬态特性,分析了隔层破开对内流场的影响。研究结果表明:点火初期,装药内孔压力传播速率较外孔快; 隔层破开前,燃气聚集并反向传播导致尾部压力上升速率反超头部; 破开后,燃气压缩低压气体产生压力冲击波,内流场剧烈振荡,对燃烧室不同位置造成一定影响,距级间孔越近,影响越大,反之则越小。     

固体火箭推进剂的模拟低温点火冲击试验加载方法研究

固体火箭推进剂低温下点火瞬间高速加载的耦合作用可能会导致推进剂结构发生破坏,针对此问题,利用推进剂中止熄火的原理,设计了一种中止压力可控模拟点火冲击试验装置,以点火药燃烧产生的燃气对推进剂进行模拟点火冲击。点火压力根据药室容积和点火药量之间的计算公式确定,中止压力通过爆破片破片压力控制。通过对点火冲击过程的压力与时间和升压速率与时间关系曲线分析,得知点火压力和点火方式对点火药燃气的升压速率影响较大。多次重复试验表明：该加载方法中止压力可控,压力偏差<±5%;弱点火时升压速率为2 000 MPa/s,强点火时升压速率达到5 000 MPa/s, 高于通常发动机点火的升压速率;可作为固体火箭推进剂模拟低温点火冲击的研究手段。