雙脈沖固體發(fā)動(dòng)機(jī)鋁膜隔板設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究①

石 瑞，王長輝，萇艷楠

(北京航空航天大學(xué)宇航學(xué)院，北京 100191)

0 引言

脈沖固體發(fā)動(dòng)機(jī)是在燃燒室內(nèi)裝填隔離開的多個(gè)推進(jìn)劑單元，而不分離燃燒室和尾噴管，用任意定時(shí)使各部分推進(jìn)劑分別進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生多次推力控制的固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。把常規(guī)固體發(fā)動(dòng)機(jī)的連續(xù)推力分配成多段，并控制各段推力的大小、持續(xù)時(shí)間和時(shí)間間隔，使得其具有射程遠(yuǎn)、突防能力強(qiáng)，以及彈道末段可進(jìn)行推力矢量控制的優(yōu)點(diǎn)［1－2］。

通過隔板把各脈沖裝藥串置隔開，實(shí)現(xiàn)多次點(diǎn)火啟動(dòng)，是目前脈沖固體發(fā)動(dòng)機(jī)使用最廣、成熟度最高的技術(shù)方案。隔板是脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，隔板把燃燒室內(nèi)多段藥柱隔離開來，實(shí)現(xiàn)分別點(diǎn)火燃燒。隔板技術(shù)主要包括“噴射棒”隔板、陶瓷隔板、鋁膜隔板、柔性隔板層等幾種形式［2］。Nishii等［3］研究了脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)“噴射棒”隔板的應(yīng)用。文獻(xiàn)［4］介紹了柔性隔板層技術(shù)應(yīng)用在AGM-69A導(dǎo)彈的雙脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)上。加拿大在陶瓷隔板脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了較多研究，加拿大國防科學(xué)研究中心［5］和Birstol宇航公司［6］研制了陶瓷隔板試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)，并進(jìn)行了多次成功點(diǎn)火，設(shè)計(jì)的隔板滿足要求。德國完成了鋁膜隔板固體發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)研究，鋁膜隔板由鋼支撐的熱絕緣結(jié)構(gòu)和鋁膜隔板構(gòu)成。德國BC/P公司研制的120 mm口徑的雙脈發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了一系列點(diǎn)火試驗(yàn)［7］。

文中針對(duì)固體火箭雙脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)要求，討論了鋁膜隔板及其組件的設(shè)計(jì)方法，對(duì)其進(jìn)行了數(shù)值分析及試驗(yàn)研究。

1 鋁膜隔板設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)要求

隔板是脈沖固體發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)多次啟動(dòng)的關(guān)鍵部件，其作用是分隔發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)的2個(gè)脈沖藥柱，其位置如圖1所示。……