一种固冲发动机用流量调节装置设计

为了使冲压发动机适应更宽广的工作包线,提高工作性能,充分发挥推进剂的能量,必须设计燃气发生器流量调节装置。文中针对一种固冲发动机用流量调节装置进行了设计,完成了结构与内流场仿真计算,在仿真计算的基础上加工试验件完成了热试试验,试验结果表明设计的流量调节装置满足冲压发动机要求,可以为流量调节装置将来的实际应用作技术储备。     

高温燃气射流对固冲发动机二次燃烧效率影响研究

为进一步提高固冲发动机的二次燃烧效率,文中提出了在固冲发动机补燃室头部引入高温燃气射流增强掺混燃烧的技术思路,并开展了仿真和验证试验工作。仿真分析表明：当在补燃室头部引入高温燃气射流时,能够提高补燃室头部流场的温度,使得燃料更易于燃烧,从而提高了固冲发动机的二次燃烧效率;试验结果也验证了在固冲发动机头部引入高温燃气射流,能够使固冲发动机的二次燃烧效率由81.3％提高到88.7％。     

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。     

美进行混合型发动机试验

美国航天局Stennis航天中心于8月底进行了一次固液混合型发动机试验,试验持续了15 s,整个试验过程中发动机工作稳定,获取了大量的试验数据.这次试验是为了验证据称是对环境无污染的推进剂,以及一种新的正面燃烧方法和点火器系统.     

固冲发动机进气道半自由射流试验直管扩压器研究

研究了固冲发动机进气道转级试验的半自由射流试验台,通过在射流喷管后加装直管扩压器,采用数值模拟方法计算喷管在同一飞行马赫数不同飞行高度下的启动性能,并进行试验验证。试验结果表明,加装直管扩压器的试验方法可以提高模拟的飞行高度,并大大降低试验台建设成本,利用该试验方法可为固冲发动机进气道转级试验研究提供有效的试验流场。     

整体式固冲发动机的设计和分析

就整体式固冲发动机在空空导弹上的应用，对发动机的设计展开了比较的讨论；阐述了固冲发动机作为空空导弹推进系统在设计上的一些基本思想，并且分析了固冲发动机的推力，比冲，速度等特点，特别是强调了发动机的攻角特性分析。     

膏体推进剂火箭发动机点火特性

为研究膏体推进剂火箭发动机点火工作特性,推导了膏体推进剂燃面变化模型和各阶段燃面方程,编制了发动机点火特性参数计算程序,计算了不同输运管道孔径以及膏体推进剂初始堆积量下瞬态燃烧室压力。设计了膏体推进剂火箭发动机热试车试验系统,成功进行了点火试验,分析了膏体推进剂火箭发动机点火工作过程中四个阶段的特性。结果表明:燃烧室平均压强的计算结果与试验数据吻合较好,计算误差小于5.7%,该计算程序适用于膏体推进剂火箭发动机点火特性参数计算;膏体推进剂初始堆积量增加一倍,初始压力峰值平均增加42.8%;输运管道孔径减小60%,初始燃烧时间平均减小66.5%,余药燃烧时间平均下降26.1%。发动机点火试验时,减小膏体推进剂初始堆积量,可降低燃烧室初始压力峰、增大稳定燃烧时间,另外减小输运管道孔径,可明显增大发动机稳定燃烧时间。     

可变流量固冲发动机一体化流场研究

以某可变流量固冲发动机为研究对象,建立进气道/补燃室一体化流场数值模型,结合地面直连试验,研究了空燃比对固冲发动机性能和流场结构的影响。结果表明:导弹飞行状态不变,减小空燃比可有效提高固冲发动机的推力但比冲减小,导弹射程减小;大空燃比调节时,补燃室内流场结构未发生显著变化,空燃比减小到7时,大量燃气沿补燃室中上部流动;空燃比减小使进气道的结尾激波向上游推移,进气道裕度减小。     

国外固液火箭发动机用推进剂

论述了目前国外固液火箭发动机常用推进剂的组成种类和常规性能以及燃料药柱的力学性能和制造工艺。介绍了推进剂在发动机中的燃烧性能、影响燃烧性能有关因素和在发动机方面的应用状况。研究者认为高能燃料与氧化剂的应用为高性能火箭发动机的设计提供了广阔的技术途径。     

膏体冲压发动机输送及调节技术试验研究

为了分析膏体冲压发动机的输送及调节特性,从发动机工作原理出发设计了推进剂输送及调节试验系统,针对所采用的膏体富燃料推进剂开展了试验研究。研究结果表明,在发动机工作条件下膏体富燃料推进剂的流动特性与幂率流体非常接近,可采用幂率流体层流流阻计算公式对试验管路内的流动损失进行估算,误差小于3%。通过增压压力较小的调节可获得较大的推进剂流量变化,具有调节系数大的特点,调节的响应时间随着推进剂粘性的增大而增大。     

镁铝金属粉对含硼富燃推进剂燃烧性能及硼氧化效率的影响

为了确定镁铝金属粉对含硼富燃推进剂燃烧性能和硼氧化效率的影响,用靶线法测定三种配方含硼富燃推进剂在0.5,1.0,1.5 MPa三种压力条件下的燃速,采集相应的燃烧残渣,用化学分析法测定了三氧化二硼(B2O3)和总硼(B)含量,计算出硼的氧化效率。实验结果表明,镁粉含量对推进剂燃烧性能有明显影响。推进剂中B的含量为30%,并固定其他组分,金属粉含量为6%,改变镁粉和铝粉比例,镁粉0%,3%,6%,相应铝粉为6%,3%,0%。当镁粉含量较高时,推进剂燃速较高,压力指数也较高;镁粉含量低时,燃烧残渣中B2O3含量较高,而镁粉含量高时,燃烧残渣中B2O3含量较低;且随着压力的增高,残渣中B2O3的含量降低;硼的氧化效率随镁含量的增高和压力升高而降低。镁粉可抑制硼的氧化反应,使硼氧化效率降低,提高推进剂燃速和压力指数。     

膏体富燃料推进剂冲压发动机挤压输送特性试验研究

对两种膏体富燃料推进剂(含硼推进剂和铝镁推进剂)进行了挤压输送安全性试验与输送特性试验研究,证明两种膏体富燃料推进剂在1.5~8.0 MPa下挤压输送及喷射是安全可靠的,并进行了膏体富燃料推进剂冲压发动机一次燃烧摸底试验。试验证明,工作安全,喷射、点火、燃烧正常。     

某镁铝贫氧推进剂吸湿与点火失效分析

为分析某航天型号镁铝贫氧推进剂失效机理,利用显微形貌分析、X射线衍射(XRD)、热分析和高速摄影等测试了贫氧推进剂的成分、热分解规律以及常压点火性能。结果表明,吸湿后推进剂中的高氯酸铵(AP)发生结块,Mg被氧化后与水作用生成Mg(OH)_2。未吸湿的推进剂在420℃前仅有AP的晶型转变及热分解失重,而吸湿后推进剂热稳定性变差,90℃下即开始失重,420℃前有四个分解步骤:水分挥发、Mg(ClO_4)_2热分解及AP与Mg(OH)_2分解。采用电点火头在常压下点燃后,未吸湿推进剂可以稳定燃烧,而吸湿后的推进剂无法被引燃。分析认为,导致推进剂点火失效的原因是AP结块和活性镁含量降低,因此镁铝贫氧推进剂在潮湿环境下的贮存应给予重点关注和定期抽样监测。     

燃烧灰烬对可燃药筒特征量的影响

在利用密闭爆发器进行可燃药筒燃烧性能试验时会产生一些燃烧灰烬,不满足燃烧状态方程推导过程中“固体火药全部转变为气体产物”这一假设,而可燃药筒火药力、余容的处理方法即建立在此假设之上。针对此问题,使用该处理方法得到更准确的可燃药筒火药力、余容表达式以指导火炮内弹道设计,引入了一个与燃烧灰烬质量相关的修正系数,对该处理方法进行修正,并推导得出了火药力、余容修正后的求解式。针对某批次可燃药筒的爆发器试验,应用修正后的求解式计算出火药力、余容。计算结果表明:与原处理方法相比,考虑燃烧灰烬的影响对可燃药筒火药力修正量较小,但对余容的修正量较大。     

环境氧含量和压力对铝镁贫氧推进剂燃烧性能的影响

为研究不同海拔处大气氧含量(氧体积分数)变化对铝镁贫氧推进剂燃烧特性的影响,采用激光辐射点火,使用高速摄影仪记录推进剂的点火与燃烧过程,并利用红外测温仪测量推进剂的表面温度及火焰温度,研究了环境氧含量与压力对推进剂的点火过程、火焰温度和燃速的影响。结果表明,环境气体氧含量高于推进剂热解产物中氧含量时,点火气相化学反应主要发生在推进剂热解产物与环境气体的扩散区,初现焰远离推进剂表面,但随着压力增加,扩散区与推进剂表面之间距离减小;火焰温度与环境氧含量和压力线性正相关;压力与环境氧含量增加时,铝镁贫氧推进剂燃速增加,压力和环境氧含量对铝镁贫氧推进剂燃速的影响符合B数理论,压力是影响推进剂燃速的主要因素,但随着压力增加,压力对燃速的影响相对减小,压力从0.1 MPa增加到1.5 MPa时,压力和环境氧含量的燃速敏感系数比从200下降到40。     

非壅塞燃气发生器研制中的关键技术及解决途径

非壅塞燃气发生器作为整体式固体火箭冲压发动机主级工作的核心部件,在研究过程中,以理论分析为基础,通过大量缩比发动机试验,突破了燃气流量自适应性技术、富燃料推进剂配方研究及喷管防沉积等关键技术,取得了大量试验数据和宝贵经验。本文对其关键技术及实现途径作以简要论述。     

考虑泊松比的HTPB推进剂贮存老化反应速率研究

对某型号HTPB推进剂在35℃、50℃、65℃条件下进行了加速寿命试验,并选用最大延伸率表征推进剂性能变化情况;对HTPB推进剂高温加速寿命试验的老化起点进行了修正,并推导出了考虑泊松比条件下的推进剂老化反应速率模型;根据加速老化试验结果,对模型的参数进行了求解,验证得出考虑泊松比变化条件下的某型号丁羟推进剂药柱预估寿命要长于未考虑泊松比的预估值;对含有不同含量防老剂的HTPB推进剂在80℃条件下的加速寿命试验结果表明:少量防老剂的添加可以有效对推进剂进行延寿.     

含硼富燃料推进剂各组分对其低压燃速的影响

采用推进剂静态燃速测试仪和氧弹式量热器的试验方法,研究了各组分对含硼富燃料推进剂低压燃速和爆热的影响。结果表明：增加高氯酸铵(AP)含量、添加燃速催化剂、增加超细AP的含量,可以提高该推进剂的低压燃速;硼含量的增加可以提高推进剂的爆热,但燃速略有降低。热分析的结果表明：增加含硼富燃料推进剂的凝相放热是提高其低压燃速的主要原因。     

铝镁贫氧推进剂低压燃烧性能表征方法研究

系统研究了铝镁贫氧推进剂低压燃烧性的表征方法。研究发现，低压下采用表压和绝压强所得到的燃速压强指数不同，用Summerfield燃速公式回归燃速与压强的关系比Vieille燃速公式更好一些。