固體火箭發動機加壓固化壓強優化設計①

繆求文，申志彬*，崔占鑫，崔輝如

(1.國防科技大學，長沙 410073;2.空天任務智能規劃與仿真湖南省重點實驗室，長沙 410073;3.陸軍工程大學 國防工程學院，南京 210007)

0 引言

相對于裝填式固體火箭發動機而言，貼壁澆注式固體火箭發動機具有制作工藝簡便、裝填量大等優點。但由于發動機殼體與推進劑藥柱熱膨脹系數相差一個數量級左右，藥柱在固化降溫載荷下會產生較大的殘余應力應變。隨著發動機裝填分數的進一步提升，加上長期貯存期間推進劑化學老化的影響，固化降溫載荷對發動機的藥柱結構完整性影響愈加顯著。

為降低固化降溫載荷對藥柱結構完整性的影響，引入了加壓固化成型技術。所謂的加壓固化法，就是在推進劑固化時通過對藥漿加壓，使殼體產生初始膨脹，并在固化后降溫過程中按照一定路徑撤銷內壓，以實現殼體卸壓變形與藥柱降溫變形的匹配，進而消除部分殼體對藥柱表面的變形限制。美國Pratt &Whitney's固體火箭公司在某型號固體火箭發動機制造時，在推進劑固化過程中，采取了對發動機殼體施加內壓的工藝用以提高發動機性能。法國學者DAVID在計算推進劑在貯存和飛行載荷下的粘彈性響應時，考慮了加壓固化工藝的影響。目前，國內對加壓固化技術展開了初步的研究。宗路航等對加壓固化的理論壓強進行了推導并提出了一種適用于加壓固化有限元仿真的兩步分析法；劉仔等在考慮藥柱脫模等因素的基礎上對某發動機進行了理論推導和仿真分析；……