药型选择原则_固体火箭发动机设计

2023-08-02 理论教育版权反馈

【摘要】：增面性药型得到渐增的推力和压强曲线；减面性药型得到渐减的推力和压强曲线；恒面性药型则得到等推力和等压强曲线。剩药会造成量损失和不稳定的后效冲量。圆形内孔药柱无应力集中现象，是内燃药柱中强度最好的，因此一些现代发动机多采用圆形内孔药柱。进行药型选择时应尽量选用上述常用药型，但也可以根据特殊要求设计新的药型。根据内弹道特性选择了药型之后，还应该对所选药型的结构完整性和工艺性进行分析，才能最终确定药型。

选择药型时应遵循如下原则：

（1）具有适当的燃烧面变化规律。

燃烧面变化规律反映了推力和压强的变化规律。增面性药型得到渐增的推力和压强曲线；减面性药型得到渐减的推力和压强曲线；恒面性药型则得到等推力和等压强曲线。为了使导弹得到近似等加速度的飞行，通常采用等推力的发动机。在等压强曲线的情况下，燃烧室壳体承受的最大压强pmax最低，故可减轻发动机的结构质量。因此，通常要求所选药型能够恒面性燃烧。

（2）使发动机具有较高的装填系数。

端燃药柱和各种三维药柱已有较高的装填系数，而大多数二维药柱的装填系数比较低，采用高装填系数的药型还受到发动机规定推力的约束。

（3）具有足够的燃烧面积。

（4）在燃烧结束时应该无剩药或剩药量最少。

剩药会造成量损失和不稳定的后效冲量。通常，简单的圆孔药柱无剩药，而具有复杂内孔的药柱都有剩药。在选用后者时应适当选择内孔形状和尺寸以保证剩药最少。

（5）药柱对燃烧室壁有绝热作用。

内燃药柱对室壁有绝热作用。因此，长时间工作的大型发动机无例外地皆采用内燃药柱，外燃药柱或内外燃药柱对室壁皆无绝热作用。因此它们通常只用于短时间工作的小型发动机或各种助推器上。

（6）药柱强度高。

端燃、外燃和内外燃药柱皆具有较好的强度，特别是前两种药柱具有高强度特性。内燃药柱强度较差，特别是内孔形状复杂的药柱还有应力集中现象使药柱的强度更差。

在采用内燃药柱时，为改善药柱强度应适当选择内孔形状和尺寸。圆形内孔药柱无应力集中现象，是内燃药柱中强度最好的，因此一些现代发动机多采用圆形内孔药柱。采用复杂内孔药柱时，在内尖点处应以圆弧过渡，且过渡圆弧半径要足够大。

（7）药柱工艺性好。

显然，如果药型简单，不仅使模具加工容易，而且也使药柱成型容易，因而也易于保证质量。