雙脈沖發(fā)動機快速建壓過程中軸向隔層變形①

劉洪超，富婷婷，王春光，滑利輝，姚 東

(1.第二炮兵工程大學，西安 710025;2.中國航天科技集團公司四院四十一所，西安 710025)

0 引言

雙脈沖發(fā)動機作為一種先進動力系統(tǒng)，具有雙射程攻擊能力、殺傷區(qū)域大、機動性好、不可逃逸區(qū)大等特點，國內(nèi)外均重視雙脈沖發(fā)動機的技術研究［1－3］。隔離裝置是脈沖發(fā)動機的核心部件，根據(jù)隔離裝置承力情況又可將脈沖發(fā)動機分為隔板式(隔艙)脈沖發(fā)動機和隔層式脈沖發(fā)動機，隔層常用結構形式有軸向隔層和徑向隔層［4－8］。

某型號雙脈沖發(fā)動機采用軸向隔層式隔離裝置，Ⅰ脈沖發(fā)動機設計最大工作壓強為13.0 MPa，Ⅰ、Ⅱ脈沖發(fā)動機聯(lián)合地面熱試車時，出現(xiàn)了Ⅰ脈沖點火后0.5 s左右發(fā)動機爆破。為分析故障原因，對Ⅰ脈沖燃燒室快速建壓過程中隔層變形情況進行了有限元仿真計算。由于算法限制，Ⅰ脈沖壓強在1.5 MPa后，程序無法收斂。因此，僅計算到Ⅰ脈沖壓強為1.5 MPa。此外，為驗證有限元計算的正確性，進行了Ⅰ脈沖燃燒室的快速充壓試驗。由于安全性的原因，Ⅰ脈沖燃燒室充壓壓強最大到5 MPa。有限元計算和快速充壓試驗結果均表明，因Ⅱ脈沖燃燒室較長，在Ⅰ脈沖燃燒室快速建壓過程中隔層變形嚴重。雖然有限元計算和快速充壓試驗中加載壓強并未達到Ⅰ脈沖發(fā)動機設計最大工作壓強，但獲得了在Ⅰ脈沖燃燒室快速建壓過程中隔層變形趨勢，對故障定位起到了決定作用。

目前，國內(nèi)對雙脈沖發(fā)動機的研究單位較多，也獲得了一定的研究成果，但真正應用到型號上的雙脈沖發(fā)動機還較少。……