固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱加壓固化仿真

宗路航，杜 聰，盧 山，姚 東，郜 婕，沙寶林

(中國(guó)航天科技集團(tuán)公司四院四十一所，燃燒、流動(dòng)和熱結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710025)

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固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱加壓固化仿真

宗路航，杜 聰，盧 山，姚 東，郜 婕，沙寶林

(中國(guó)航天科技集團(tuán)公司四院四十一所，燃燒、流動(dòng)和熱結(jié)構(gòu)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710025)

對(duì)于藥柱外/內(nèi)徑比(m數(shù))很大的貼壁澆注式固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，在固化降溫后，推進(jìn)劑藥柱內(nèi)會(huì)產(chǎn)生顯著的熱應(yīng)變，這嚴(yán)重限制了發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)一步高性能化。加壓固化是一種降低推進(jìn)劑藥柱內(nèi)熱應(yīng)變的有效方法。文中分析了加壓固化的原理，推導(dǎo)出了加壓固化所需壓強(qiáng)與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)之間的關(guān)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(duì)4種不同殼體材料的圓管發(fā)動(dòng)機(jī)，進(jìn)行了加壓固化理論計(jì)算與有限元仿真分析，給出了4種殼體加壓固化時(shí)的推薦壓強(qiáng)。

固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)；推進(jìn)劑藥柱；加壓固化

0 引言

目前，固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的制造方法主要采用貼壁澆注法。此方法具有推進(jìn)劑裝填量大、制造成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。但貼壁澆注法在燃燒室固化時(shí)，推進(jìn)劑藥柱內(nèi)會(huì)產(chǎn)生以熱應(yīng)變?yōu)橹鞯臍堄鄳?yīng)變，且藥柱m數(shù)越大，殘余應(yīng)變?cè)礁摺Ｓ捎诠腆w推進(jìn)劑力學(xué)性能相對(duì)較低，耐負(fù)荷能力差，所以藥柱內(nèi)這些殘余熱應(yīng)力對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性有明顯影響，已成為限制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步高性能化的主要問(wèn)題之一。

目前，消除藥柱殘余熱應(yīng)力的主要方法是消除藥柱外表面的變形限制。……