II脈沖端燃藥柱的環(huán)形點(diǎn)火器方案及試驗(yàn)研究①

程 翔，邢國強(qiáng)，黃少波，鄭子龍，肖志平，吳 剛，譚 明

(1.中國空空導(dǎo)彈研究院第四研究所，洛陽 471000；2.四川華川工業(yè)有限公司，成都 610100)

0 引言

雙脈沖固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)具有脈沖間隔時(shí)間可控、能量合理分配等特點(diǎn)，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)一次點(diǎn)火導(dǎo)致推力可控方面的不足，極大擴(kuò)展了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，是新一代空面導(dǎo)彈動(dòng)力裝置的首選。

為了進(jìn)一步增加總沖和工作時(shí)間，Ⅱ脈沖藥型通常采用端燃復(fù)合藥柱，并采用環(huán)形點(diǎn)火設(shè)計(jì)。由于Ⅱ脈沖工作時(shí)，Ⅰ脈沖已工作完畢，軟質(zhì)隔層在低壓作用下瞬間打開，Ⅱ脈沖點(diǎn)火設(shè)計(jì)面臨著初始燃面小、自由容積大、無堵蓋建壓等不利情況，且點(diǎn)火器嚴(yán)苛的尺寸限制制約了點(diǎn)火藥裝填上限，同時(shí)較多點(diǎn)火能量因未能作用在推進(jìn)劑表面降低了能量利用率。此外，環(huán)形點(diǎn)火的一致性也不如傳統(tǒng)的簍式、管式點(diǎn)火，多種因素疊加導(dǎo)致點(diǎn)火匹配性設(shè)計(jì)難度極大。地面試驗(yàn)時(shí)，Ⅱ脈沖端燃藥柱的點(diǎn)火延遲時(shí)間較長，且波動(dòng)范圍大，極端情況下甚至熄火，嚴(yán)重影響了導(dǎo)彈的作戰(zhàn)性能。當(dāng)前脈沖發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是國內(nèi)外研究熱點(diǎn)之一，但Ⅱ脈沖端燃藥柱點(diǎn)火技術(shù)的研究相對(duì)較少，文獻(xiàn)[5]對(duì)II脈沖點(diǎn)火工作特性進(jìn)行了研究，文獻(xiàn)[6]對(duì)Ⅱ脈沖點(diǎn)火延遲現(xiàn)象展開了機(jī)理分析和試驗(yàn)研究，文獻(xiàn)[7-8]對(duì)Ⅱ脈沖點(diǎn)火瞬態(tài)進(jìn)行了數(shù)值仿真和分析。

基于研究現(xiàn)狀，本文提出了一種點(diǎn)火過程結(jié)構(gòu)保持完整的環(huán)形點(diǎn)火器方案，基于熱流密度理論推導(dǎo)了點(diǎn)火藥量經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，經(jīng)點(diǎn)火測壓試驗(yàn)表明點(diǎn)火能量能夠長時(shí)間、低壓強(qiáng)的集中、均勻、連續(xù)作用在II脈沖推進(jìn)劑初始燃面上，可以有效提升Ⅱ脈沖端燃藥柱點(diǎn)火匹配性，對(duì)工程化應(yīng)用具有一定的借鑒意義?！?br>