固体火箭发动机单室双推力药柱燃烧规律研究
单室双推力固体火箭发动机是火箭弹和导弹的动力推进系统.与双室双推力固体火箭发动机相比,单室双推力固体火箭发动机具有结构紧凑、质量轻和推进效能高等优点,使导弹的结构性能、飞行性能和使用性能得到显著的提高,从而使单室双推力药柱广泛地应用到火箭弹和导弹中.本文对开槽形-端燃单室双推力药柱和环槽形-端燃单室双推力药柱的燃烧规律进行分析和研究.基于几何拓扑法和数学解析法对其进行研究分析,运用UG软件对药柱进行三维建模,通过MATLAB编程软件对药柱燃烧面积进行数值计算,进而归纳总结燃烧规律.主要工作内容如下:第一,研究开槽形-端燃单室双推力药柱发射级各燃面的消失顺序对燃烧规律的影响,通过调整药柱的初始尺寸来改变关键点的消失顺序,继而改变燃面的消失顺序.应用数学解析式法,导出开槽形-端燃单室双推力药柱燃面的计算公式,分析并总结开槽形-端燃单室双推力药柱的燃烧规律.研究结果表明:当其它条件恒定时,发射级开槽形药形的开槽端槽顶层先消失,然后内弧槽面消失,最后开槽端弧槽面和槽侧面同时消失时燃烧规律较好;续航级为近似恒面性燃烧.第二,研究环槽形-端燃单室双推力药柱的发射级环槽形端面包覆面积对药柱燃烧规律的影响.应用数学解析式法,导出环槽形-端燃单室双推力药柱燃烧面积的计算公式,分析并总结环槽形-端燃单室双推力药柱的燃烧规律.研究结果表明:当其它条件恒定时,发射级环槽形端面包覆一半时燃烧规律较好;续航级为近似恒面性燃烧.第三,研究单室双推力药柱固体火箭发动机的内弹道,通过应用程序计算得到内弹道曲线,为后续发动机的强度校核以及火箭、导弹的外弹道计算提供依据.第四,以爱国者PAC-3发动机为算例,对比分析三种单室双推力药柱的特点.结果表明:当其他条件恒定时,环槽形-端燃单室双推力药柱的性能较优于其他两种药形.
- 作者：
- 宋颜舒
- 学位授予单位：
- 沈阳理工大学
- 专业名称：
- 兵器工程(专业学位)
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 相升海；王利民
- 中图分类号：
- V435.1
- 关键词：
- 固体火箭发动机；单室双推力药柱；燃烧规律；内弹道
- Solid rocket motor； single chamber dual thrust grain； burning law； interior ballistic