无喷管火箭发动机低频振荡燃烧理论分析

从理论上分析了无喷管火箭发动机在压力下降时产生的处然激低频振荡燃烧。考虑相对推进剂压力变化的燃速响应函数与发动机质量守恒引起的时间滞后因素的耦合，利用L^*振荡理论明确了振荡产生的条件，利用该条件通过无喷管火箭发动机燃烧实验又可求出推进剂固有的响应函数，而且可以推定表面反应能等推进剂燃烧特征量。另外利用提出的分析方法还可以预测发动机内燃速偏离正常特征时，特征量会产生很大误差。     

过载对固体火箭发动机影响的研究

通过发动机的地面旋转过载试验,获得了在旋转过载条件下固体火箭发动机的性能曲线及绝热层的烧蚀率,经与地面静止点火试验数据对比分析后认为:降低推进剂的铝粉含量,可以减轻粒子流对绝热层的烧蚀、冲刷作用;同时优化喷管型面,可以减少粒子沉积,减轻粒子流对喷管的烧蚀冲刷作用。     

无喷管固体火箭发动机内弹道计算

给出了一种无喷管固体火箭发动机内弹道计算方法,利用此算法就无喷管固体火箭发动机结构和装药等参数对性能的影响状况进行了分析,并得出结论:装药形式、结构尺寸、固体推进剂的燃烧规律与试验温度都对无喷管固体火箭发动机内弹道性能有影响。     

钨渗铜材料喷管在长时间续航下的沉积特性

研究了续航发动机钨渗铜材料喷管内的沉积特性和沉积规律,以及发动机尺寸与沉积的关系,得出该类发动机喷管喉径由于沉积引起的变化规律。理论分析与试验结果吻合较好,研究结果对该类发动机设计有重要借鉴意义。     

铝粉含量对火箭发动机推力影响研究

建立了固体火箭发动机喷管的气固两相流计算模型,对不同铝粉含量的复合固体推进剂的燃气在喷管中的两相流动进行了数值模拟。研究了推进剂中铝粉含量对发动机推力性能的影响规律;通过对速度场和压力场分析并结合推力基本计算公式得出发动机推力变化趋势,结果表明：在其他成分不变的情况下,随着单位质量复合推进剂中铝粉含量的增加,燃气流动速度降低、压力升高,火箭发动机的推力呈现先增大后减小的变化趋势。     

无喷管火箭发动机固体推进剂燃烧速率的超声波测量

沿缩尺寸无喷管发动机药柱通道的几个轴向位置的燃烧速率测量,是通过超声波传感器进行的,传感器可检测推进剂的瞬时肉厚。为此,采用了两种试验装置:装有带金属的复合推进剂的轴对称无喷管发动机和装有不带金属的复合推进剂的二维侧窗无喷管装置。超声波传感器给出发动机增压期间对药柱变形的评估。在这两种装置中,在头端区域内的无横流燃烧速率的测量结果与标准药条一致,在尾部区域存在高侵蚀燃烧速率。在数据表中列举了侵蚀燃烧数据。其中主要试验变量包括:通道半径或宽度,无横流燃烧速率和平均流速。这些试验结果表明,通常见到的临界密流趋势,无横流燃烧速率敏感性和尺寸依赖关系在无喷管发动机中也得到了验证。     

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。     

下一代液体推进系统的设计技术

探讨了人们在利用航天飞机主发动机重要研制成果的前提下开发一种新的、可靠的、经济实用的空间运输系统的重要性、现实性和必要性。文章就多组元推进剂发动机、双膨胀喷管以及高燃烧室压力技术等问题做了较详细的论述。     

柔性喷管SRM三维两相内流场数值模拟

针对柔性喷管固体火箭发动机的复杂多相流数值计算问题,基于Euler-Lagrange方法,应用k-ωSST湍流模型和颗粒轨道模型,建立了气固两相三维内流场计算模型。分析了发动机内部压强和温度场、燃气和粒子速度场、固相粒子沉积浓度和颗粒运动轨迹;重点分析了喷管无摆动和摆动5°状态下的发动机内流场变化特性。研究表明:2种工况下的燃烧室平均压强、温度场及喷管出口速度变化幅度较小,但对喷管柔性连接缝内的流场速度影响较大,固相粒子最大沉积率产生于发动机后封头的绝热层内壁;喷管无摆动时,柔性连接缝内的粒子沉积率较低,随着喷管摆动幅度增加,粒子沉积浓度大幅度升高。     

钨渗铜喷管在续航时沉积引起的内弹道重现性分析

试验和理论分析了长时间续航发动机钨渗铜材料喷管由于沉积而引起的高，低，常温下内弹道重现性问题，针对该类发动机特点，提出了瞬时重现性和综合重现性的概念，并给出了评估其内弹重视性的几个主要指标，对该类发动机设计有借鉴意义。     

火箭喷管两相流动性能计算公式

为方便应用两相流动模型对火箭发动机进行性能预示以及提高性能预示精度,利用火箭喷管内的一维两相流动的数值计算数据,通过对火箭喷管一维两相流动参数与纯气相流动变化规律的对比计算与分析,得到火箭喷管在两相流动下的性能(包括质量流量、排气速度和压强比)计算公式.该计算公式考虑了两相流动中所有的因素,如比热比、凝聚相尺寸、凝聚相百分比,甚至喷管尺寸等,具有广泛的适应性.利用这些公式与理论计算结果进行了对比,结果表明其理论预示精度达到千分位至万分位,并使得两相流动模型在火箭发动机中的应用分析得到简化,有利于提高火箭发动机性能的预示精度.     

高速旋转固体火箭发动机的动态燃速特性研究

通过对试验数据的分析和处理研究了高速旋转对发动机最大推力、最大压强的影响,以及在高速旋转条件下喷管等效喉部面积的减小规律,运用零维内弹道计算模型拟合出了动态燃速随装药燃面相对半径和转速变化的经验公式.计算结果表明,高转速下等效喉部面积大幅度减小,动态燃速经验公式能够定性反映高速旋转引起的推进剂燃速增大效应.     

Study on Instable Combustion of Solid Rocket Motor with Finocyl Grain

The instable combustion or oscillation combustion which occurs in three high capacity solid rocket motors using high energy composite propellant with finocyl grain is studied. The reasons of the acoustic combustion instability are also discussed. Three engineering methods that can eliminate combustion instability are proposed and discussed. The study shows that the combustion instability mainly depends on the propellant grain shape and nozzle structure. Some measures to reduce the acoustic energy and mass generation rate of combustion gas can be adopted. The test results indicate that the modified rocket motors can significantly eliminate the instable combustion and improve the motor internal ballistic performance.     

不同能量分配下的双脉冲发动机外弹道特性研究

为研究双脉冲发动机无控火箭弹的外弹道特性和不同能量分配对其特性的影响,以双脉冲发动机的无控 火箭弹为背景,在常规固体火箭发动机外弹道特性的基础上,编制采用双脉冲发动机的无控火箭弹的外弹道计算程 序,根据相关参数计算其射程、高度等,对其外弹道特性进行分析;从脉冲间隔时间、装药比、推力比等方面分析 不同能量分配条件下的外弹道特性。结果表明：双脉冲发动机的无控火箭弹在射程上能得到提高,应选择合理的脉 冲间隔时间,装药比大、推力比小的能量分配方案。     

固体火箭发动机喷管分离流动及其数值模拟

大面积比喷管在火箭发动机工作过程中可能产生流动分离的问题,为研究喷管流动分离对喷管性能的影响,利用计算流体力学软件CFX对某固体火箭发动机大面积比喷管内燃气分离流动进行数值模拟。计算出啧管在几种不同入口总压情况下的流场参数分布,显示分离流动会改变燃气内流场流动参数分布,进而会对喷管推力稳定性和热防护性产生不利影响。该研究能为进一步研究大面积比喷管设计提供参考。     

固体火箭发动机喷管及出口处流场特性的数值分析

采用STAR-CD计算流体软件对某俄式发动机的喷管内流场及喷管出口处流场进行了三维的数值仿真与研究。分析了喷管内流场及喷管出口处流场的流动情况和设置不同出口边界位置对喷管中流场分离点及斜激波反射点的位置的影响,得到了清晰的流场压力与马赫数的分布云图与曲线图。仿真结果与地面热试车试验测得的结果相吻合。可为固体火箭发动机喷管的设计与研究提供有效参考。     

固体火箭复合推进剂平均侵蚀函数的预测方法与应用

为从理论上寻求固体火箭发动机平均侵蚀函数的预示方法,针对AP复合推进剂,以火焰弯曲理论侵蚀函数方程为基础,计算了随燃通比变化的侵蚀函数,在此基础上得到平均侵蚀函数。实例验证表明,该获取平均侵蚀函数的方法及获取的平均侵蚀函数具有较高的预示精度,满足工程计算要求。这对于侵蚀燃烧理论研究、平均侵蚀函数的获取,以及提高固体火箭发动机零维内弹道预示精度,均具有重要的实际应用意义。该方法仅适用于AP复合推进剂,其他推进剂能否适用还需要进一步研究。     

斜切喷管固体火箭发动机推力特性仿真与试验

为了降低倾斜架式发射地空导弹的发射仰角,满足对超低空来袭目标的攻击需求,提出了斜切喷管预制发动机推力偏心方案,进行了流场仿真和发动机点火试验,数值模拟与试验结果吻合良好。进一步分析表明,斜切喷管方案在地空导弹上的应用是可行的。     

固体火箭发动机长尾喷管内衬烧蚀流场分析

为了给固体火箭发动机长尾喷管的热防护设计和改进提供理论依据和有益的参考,文中通过解剖某固体火箭发动机长尾喷管试验残骸,并对长尾喷管内衬残骸进行了测量和分析,给出了长尾喷管内衬的烧蚀规律。利用流场仿真的方法对长尾喷管流场进行了理论计算和分析,分析了长尾喷管内衬的烧蚀机理,分析表明凝相粒子的侵蚀是长尾喷管内衬局部烧蚀严重的主要原因。