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固體火箭發動機藥柱加壓固化仿真

2015-04-25 02:01:52宗路航沙寶林
固體火箭技術 2015年5期
關鍵詞:發動機變形理論

宗路航,杜 聰,盧 山,姚 東,郜 婕,沙寶林

(中國航天科技集團公司四院四十一所,燃燒、流動和熱結構國家重點實驗室,西安 710025)

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固體火箭發動機藥柱加壓固化仿真

宗路航,杜 聰,盧 山,姚 東,郜 婕,沙寶林

(中國航天科技集團公司四院四十一所,燃燒、流動和熱結構國家重點實驗室,西安 710025)

對于藥柱外/內徑比(m數)很大的貼壁澆注式固體火箭發動機,在固化降溫后,推進劑藥柱內會產生顯著的熱應變,這嚴重限制了發動機的進一步高性能化。加壓固化是一種降低推進劑藥柱內熱應變的有效方法。文中分析了加壓固化的原理,推導出了加壓固化所需壓強與發動機參數之間的關系式,提出了一種兩步分析法的加壓固化有限元分析方法。針對4種不同殼體材料的圓管發動機,進行了加壓固化理論計算與有限元仿真分析,給出了4種殼體加壓固化時的推薦壓強。

固體火箭發動機;推進劑藥柱;加壓固化

0 引言

目前,固體火箭發動機的制造方法主要采用貼壁澆注法。此方法具有推進劑裝填量大、制造成本低廉等優點。但貼壁澆注法在燃燒室固化時,推進劑藥柱內會產生以熱應變為主的殘余應變,且藥柱m數越大,殘余應變越高。由于固體推進劑力學性能相對較低,耐負荷能力差,所以藥柱內這些殘余熱應力對發動機的可靠性有明顯影響,已成為限制發動機進一步高性能化的主要問題之一。

目前,消除藥柱殘余熱應力的主要方法是消除藥柱外表面的變形限制。……

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