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.     

火箭弹简易控制系统作用效果分析

简要概述了某有控火箭弹所采用的姿态控制系统的工作原理。在无控火箭弹外弹道模型基础上建立了带简易控制系统的弹道模型.并根据模型分别对该有控火箭弹进行了有控有推力偏心、有控无推力偏心、无控有推力偏心和无控无推力偏心四种情况下的外弹道的数值仿真。由仿真结果得出,火箭弹在40～75km 的射程范围内,姿态控制系统具有较好的控制效果。     

星形串联装药的设计方法

为提高火箭发动机装填系数,增大火箭射程,提出了星形串联装药的结构,给出了此装药的初始燃烧面、初始通气参量、体积装填系数与装药几何尺寸之间的数学关系,并根据某火箭发动机的装药参数,计算了星形串联装药内弹道特性参数。设计及计算结果表明,星形串联装药能增大发动机装药量,降低通气参量,提高发动机总冲、推力等。     

基于混合粒子群优化算法的火箭弹内弹道优化设计

针对无控火箭弹的内弹道优化问题,以增加射程为目标,在发动机总冲恒定的约束条件下,分别建立了固体火箭发动机单室单推模式和单室双推模式的内弹道数学模型和优化模型,采用改进的混合粒子群优化算法,对固体火箭发动机的内弹道特性进行优化设计,求得了全局最优解。仿真结果表明,提出的混合粒子群优化算法具有较好的全局寻优能力和鲁棒性,是解决固体火箭发动机内弹道优化问题的有效方法; 设计的优化策略将某型122 mm无控火箭弹的最远射程提高了3.75%～4.45%,仿真结果对无控火箭弹的总体设计具有一定的理论指导意义。     

二次点火发动机增程原理研究

研究了将一般火箭弹的一次工作发动机改进为二次工作发动机进行增程的技术方案。在满足火箭弹的总体性能包括总冲、炮口速度等条件下,通过外弹道分析,计算了一次点火发动机工作时的发射条件、二次点火发动机的点火时间及其总冲分配和工作时间等因素对射程的影响,得出了相应增程率的变化规律。     

高性能导弹的弹道和推进系统优化的综合分析

本文介绍了高性能双脉冲发动机导弹在两种飞行环境中弹道和推进系统同时优化的综合分析法。这一研究采用了具有罚函数的拟牛顿参量优化方法来满足终端和轨迹的约束条件。用分段线性开环指令和分段不变反馈增益将弹道控制变量参量化。要优化的脉冲发动机参数是脉冲宽度、平均推力、中性系数、脉冲燃烧时间和脉冲间的延迟时间等。与采用原来规定的火箭发动机推力数据优化的弹道相比,火箭发动机推力时间曲线与弹道一起优化使射程增加了11％。     

火箭弹推力方案的优化设计

提出了一种基于Matlab/Simulink和iSIGHT软件平台,以火箭弹规定的射程为约束,以火箭弹飞行过程中的最大马赫数最小为优化目标的火箭弹推力方案优化设计方法.在Matlab/Simulink软件下建立火箭弹飞行的六自由度弹道仿真模型,推力模型依所选推力方案而变化,利用iSIGHT软件的优化功能充分挖掘每一种推力方案的潜能.经过大量的优化计算,可以得到每一种推力方案下的最优结果.文中还对每一种推力方案下所需要的火箭发动机总冲进行了分析.     

大射角下的推力矢量和误差矢量对应关系分析

利用脉冲发动机对火箭弹弹道进行修正时,采用一般的坐标转换方法计算脉冲发动机产生的推力矢量与误差矢量对应关系,并由此决定脉冲发动机是否点火,存在理论上的误差,射角越大,误差越大,该问题具有一般性,文中对其作了分析并给出一种解决方法.     

脉冲发动机对姿态稳定的近程反坦克火箭弹控制效果的研究

为研究近程反坦克火箭弹采用脉冲发动机进行姿态稳定控制的效果,文中提出脉冲点火算法和脉冲发动机的等效合力模型,通过弹道仿真分别研究了初始扰动、推力偏心、常值风等主要干扰因素作用下姿态稳定系统的控制效果.研究结果表明,姿态稳定控制对初始扰动、推力偏心等干扰因素造成的弹道偏差能进行有效的控制,但对常值风干扰造成的弹道偏差无修正能力.因此,可以采用姿态稳定方式提高近程反坦克火箭弹的射击精度,但发射时必须提供气象条件保障.     

发动机分离对某制导火箭弹弹道特性的影响分析

某制导火箭弹采用发动机有控分离技术,分离点可以选择在主动段和被动段。为研究分离点位置对外弹道特性的影响,建立了分离点分别在主动段和被动段分离时的弹道模型,并分别对两种情况下的弹道进行了仿真,通过分析仿真结果得出主动段分离时射程、射高和最大速度都小于被动段分离,而射程范围覆盖范围大于被动段分离,这对确定该制导火箭弹的弹道模型和最终的分离位置方案提供了依据。     

影响长时间续航发动机沉积特性的实验与分析研究

通过对采用高能丁羟复合推进剂的长时间工作续航发动机高，低，常温试验，研究与分析了喷管喉部尺寸，喉衬材料，结构，推进剂性质等因素对喷管沉积的影响。以及对内弹道重现性带来的问题。得出了相应因素的沉积规律。其结果对该类发动机设计有重要借鉴意义。     

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.     

固体火箭发动机包覆层厚度超声测量新技术

针对超声脉冲回波技术测量火箭发动机包覆层厚度存在的问题和缺点,提出了一种板波诱发波的超声测厚新技术,并介绍了其原理。该方法可以在发动机壳体外侧测量内壁涂敷的包覆层厚度,文中给出了一组测量结果。     

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。     

固体火箭发动机的寿命研究

通过试验数据得出发动机比冲、推力等性能参数随时间变化的趋势。根据固体火箭推进剂的寿命预示方程，对发动机装药寿命进行了预估。     

侧喷管脉冲发动机内流场数值模拟

为研究侧喷管脉冲发动机的性能,运用流体计算软件对作为制导弹药推力矢量控制系统执行结构的侧喷管脉冲发动机内的三维流场进行数值模拟,分析了偏心段偏心距离、喷管至偏心段距离、偏心段长度对发动机流场结构和发动机性能参数的影响。研究结果表明:随着脉冲发动机偏心段向上移动,其径向推力减小,推力中心由喷管中心内侧向外侧移动; 随着喷管至偏心段距离的增加,径向推力先增大、后减小,推力中心发生阶跃性的变化; 受发动机结构的限制,偏心段长度对发动机性能的影响较小; 采用的数值模拟方法可以用于侧喷脉冲发动机流场及性能预示计算。     

基于AP预处理技术的粉末推进剂性能

为了提高高氯酸铵(AP)粉末推进剂的长期贮存性和高效燃烧性,利用预处理技术对AP粉末进行包覆团聚,改善其表面特性。采用吉布斯最小自由能法计算Al/AP粉末火箭发动机的能量特性,利用预处理实验分析端羟基聚丁二烯(HTPB)对AP粉末的装填密度、吸湿性能和热分解特性的影响,并进行密闭燃烧器点火实验,研究氧燃比和装填量对Al/AP粉末推进剂能量特性参数的影响规律。结果表明:AP的最佳预处理材料配比为添加10%HTPB,且在氧燃比为3∶1时,Al/AP粉末火箭发动机的理论比冲最高达262.1s;一定范围内,随着氧燃比的增加,粉末推进剂的能量特性参数均有所增加;在氧燃比相同条件下,单位质量粉末推进剂成气量基本相同,随着粉末装填量的增加,燃温和特征速度均有所提高。     

固体火箭发动机粘接界面参数识别与损伤破坏数值模拟

为了研究固体火箭发动机粘接界面的损伤破坏过程,按照QJ2038.1A-2004制作了固体火箭发动机矩形粘接试件,对粘接试件进行了单向拉伸试验,获得了粘接试件的损伤破坏模式。根据粘接试件损伤破坏特点,建立了粘接试件的有限元数值模型,采用基于分步反演与Hooke-Jevees优化算法结合的反演方法,准确地获取了推进剂/衬层/绝热层界面混合模式下双线型内聚力模型的相关参数,将其应用于粘接试件拉伸试验损伤破坏过程的数值模拟中。研究结果表明:粘接试件主要的破坏形式为推进剂/衬层/绝热层界面处的脱粘;提出的反演识别方法能够较好地获取固体火箭发动机的界面相关参数,拉伸速度为2 mm·min^-1时,固体火箭发动机粘接界面的初始模量、最大粘接强度、断裂能分别为0.86 MPa、0.63 MPa、3.13 kJ·m^-2;推进剂/衬层/绝热层界面的损伤导致粘接试件的应力随应变增加的速率减慢,人工脱粘层尖端处界面的起裂,并且沿试件中央扩展,最终贯穿粘接试件是粘接试件主要损伤破坏模式。     

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。