雙脈沖固體發動機鋁膜隔板設計和試驗研究①

石 瑞，王長輝，萇艷楠

(北京航空航天大學宇航學院，北京 100191)

0 引言

脈沖固體發動機是在燃燒室內裝填隔離開的多個推進劑單元，而不分離燃燒室和尾噴管，用任意定時使各部分推進劑分別進行燃燒，產生多次推力控制的固體火箭發動機。把常規固體發動機的連續推力分配成多段，并控制各段推力的大小、持續時間和時間間隔，使得其具有射程遠、突防能力強，以及彈道末段可進行推力矢量控制的優點［1－2］。

通過隔板把各脈沖裝藥串置隔開，實現多次點火啟動，是目前脈沖固體發動機使用最廣、成熟度最高的技術方案。隔板是脈沖發動機的一項關鍵技術，隔板把燃燒室內多段藥柱隔離開來，實現分別點火燃燒。隔板技術主要包括“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］研究了脈沖發動機“噴射棒”隔板的應用。文獻［4］介紹了柔性隔板層技術應用在AGM-69A導彈的雙脈沖發動機上。加拿大在陶瓷隔板脈沖發動機進行了較多研究，加拿大國防科學研究中心［5］和Birstol宇航公司［6］研制了陶瓷隔板試驗發動機，并進行了多次成功點火，設計的隔板滿足要求。德國完成了鋁膜隔板固體發動機的設計研究，鋁膜隔板由鋼支撐的熱絕緣結構和鋁膜隔板構成。德國BC/P公司研制的120 mm口徑的雙脈發動機進行了一系列點火試驗［7］。

文中針對固體火箭雙脈沖發動機要求，討論了鋁膜隔板及其組件的設計方法，對其進行了數值分析及試驗研究。

1 鋁膜隔板設計

1.1 設計要求

隔板是脈沖固體發動機實現多次啟動的關鍵部件，其作用是分隔發動機燃燒室內的2個脈沖藥柱，其位置如圖1所示?！?br>