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)

?

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。……