翼柱型药柱固体火箭发动机不稳定燃烧研究

列举了3种高装填、大长径比、翼柱型药柱、复合推进剂固体火箭发动机不稳定燃烧的现象,对其不稳定燃烧现象进行了频谱分析,将3种不稳定燃烧定位为中频、纵向声不稳定。分析认为,不稳定燃烧取决于发动机的设计固有频率及发动机燃烧室内部声能的各种增益和衰减之间的消长关系。抑制不稳定燃烧的有效途径是改变声腔的固有频率和减少声能增益、增大声能损耗。通过采取修改药柱结构以改变燃烧室声腔的固有频率和增大喷管阻尼的措施,使发生的不稳定现象得到了很好的抑制,可为同类发动机研制提供借鉴。

翼柱型药柱对发动机内流场及喷管收敛段烧蚀影响分析

对具有翼柱型药柱结构的某固体火箭发动机内流场进行了三维两相流数值模拟,分析了发动机的内流场特征以及发动机工作过程中药型变化对内流场的影响,同时就翼柱型药柱结构对喷管收敛段绝热层烧蚀影响进行了分析。结果表明,发动机内流场呈现明显的周期对称特征,收敛段对应药柱翼槽部位的燃气速度及Al2O3粒子浓度明显高于周边位置;两相流中燃气速度及Al2O3粒子浓度的周期分布,导致喷管收敛段烧蚀也呈现周期分布的规律,对应于药柱翼槽部位收敛段绝热层烧蚀量明显大于非药柱翼槽对应部位的烧蚀量。

翼柱型装药发动机设计参数的匹配性分析(英文)

翼槽内的火焰传播过程对翼柱型固体发动机的点火升压过程有很大的影响。通过模拟试验发动机点火试验获得的翼槽内火焰传播数据 ,结合翼柱型装药点火升压计算模型 ,分析了推进剂燃速、点火能量、喷管堵盖打开压强、翼槽部位的初始燃面等设计参数在点火升压过程中的匹配关系。

喷管斜置对固体发动机燃烧室熔渣沉积影响数值分析

采用Euler-Lagrangian方法描述固体火箭发动机三维两相流动,数值分析了某大型发动机中喷管斜置对熔渣沉积的影响。计算结果表明,喷管斜置会减轻燃烧室后封头反向区域的气相回流,减少后封头反向壁面的小颗粒沉积量,与之对应的,会增加后封头同侧壁面的小颗粒沉积量。与直喷管发动机相比,喷管斜置会引起大量的凝相颗粒在喷管收敛段壁面沉积,颗粒速度分布离散度更大,高速凝相颗粒撞击壁面显然会在一定程度上加剧喷管收敛段绝热层冲刷烧蚀情况。