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固体火箭发动机设计方案

【摘要】:固体火箭发动机的推力变化规律是其燃烧面变化的反映,装药燃烧面的增减特性直接表现为发动机推力或压强的变化。但在一些特殊工况下,要求发动机的推力按照一定的规律进行变化,以适应飞行器在不同的飞行阶段的需要。起飞发动机和点火发动机工作时间短、推力大;续航发动机的工作时间长、推力相对较小;用于姿态控制的发动机其工作时间可能会更短;固体燃气发生器主要用于提供稳定、洁净的燃气。

固体火箭发动机的推力变化规律是其燃烧面变化的反映,装药燃烧面的增减特性直接表现为发动机推力或压强的变化。为使导弹在飞行过程中具有近似恒定的加速度,通常要求发动机具有不随时间变化的恒定推力,这样可使发动机工作过程中的最大压强pmax恒定,燃烧室壳体所承受最大压强较低,以减轻发动机的结构质量。

但在一些特殊工况下,要求发动机的推力按照一定的规律进行变化,以适应飞行器在不同的飞行阶段的需要。如:在一些战术武器中,通常只有一个既作为起飞动力,又作为续航动力的发动机,根据不同的动力要求,发动机在起飞阶段推力较大,在续航阶段推力仅用来克服飞行过程中的空气阻力。

一般地,根据发动机具体工作任务来对发动机装药结构进行选择:

(1)对工作时间长、质量比要求高的发动机,可优先选用翼柱、锥柱或星形药柱。它具有肉厚大、体积装填分数高,平均燃烧面适中的特点。

(2)对工作时间短、大推力的发动机,优先选用车轮形、树枝形、多根管形等肉厚系数小、燃烧面大的装药,其缺点是体积装填分数偏小。如果星形装药满足需要也可以选用。

(3)对于单室双推力的发动机,要根据两级推力的要求选用不同的两级推力方案,如双燃速药柱、不同燃面的双药柱等结构。

起飞发动机和点火发动机工作时间短、推力大;续航发动机的工作时间长、推力相对较小;用于姿态控制的发动机其工作时间可能会更短;固体燃气发生器主要用于提供稳定、洁净的燃气。