国外航天用固体火箭发动机评述

卅年来,固体火箭发动机一直是航天推进领域的支柱之一.由于它具有成本低、可靠性高、现实性强等特点,在各种航天推进系统,特别是运载火箭助推器、空间发动机和分离、逃逸发动机中得到广泛应用.本文详述国外航天用固体火箭发动机的发展历程、应用背景和发展前景.

固体发动机多次起动技术及其应用

随着当代科学技术的发展,固体发动机的能量特性、结构特性有了很大提高,拓宽了固体发动机的应用范围,促进了火箭、导弹和航天技术的发展.历来,人们将固体发动机的可控性作为一项重大技术难题或相对液体发动机是一个重大缺点来认识的.但是,固体发动机在可控性改善方面的一系列进展正逐步改变人们的传统看法.首先,推力向量控制及推力终止技术已得到比较满意的解决。

环氧复合材料基体对层间剪切强度的影响

本文用NOL环短梁三点弯曲试验对玻纤/环氧复合材料的层间剪切强度作了试验测定,对层间剪切破坏面作了扫描电镜观察,发现由于环氧树脂的配方不同,层间剪切破坏面的细观形貌有二种典型特征,层间剪切强度的高低与剪切破坏面的待征相对应.

多通道电液伺服协调加载系统的动态神经网络自适应控制

针对航空航天试验中的多通道电液协调加载系统 ,应用一种基于动态神经网络的自适应控制方案 ,该方案对于非线性、时变和强耦合的多变量系统有较好的控制效果 ,仿真试验结果表明 ,该方法具有较高的跟踪精度。

树脂基体性能对纤维缠绕复合材料结构强度影响的研究

实验发现不同树脂基体配方对纤维缠绕复合材料压力容器的水压爆破强度有高达20～35%的影响。本文认为在容器前、后封头上观察到的分层现象是造成这种强度显著波动的主因,并用有限元分析进行了验证。计算结果表明层间剪切应力是引致分层的主要因素,进一步的实验发现基体的层间剪切强度(interlaminar shear strength,简称ILSS)与容器性能之间有很好的相关性。

复合固体推进剂配方的优化方法

在多组分配方系统中选择了比冲、密度、固体组分的体积分数和氧平衡系数作为性能参数,利用组合的比例正交设计和后回归分析给出了计算比冲和组分关系的数学模型,采用效用函数法在复杂配方系统里获得了最佳方案,较好地解决了多目标的最优化问题.

几种典型的尾部点火器

对国内外几种典型的尾部点火装置做了简要介绍。包括喉塞式点火器,环形点火器,以及隔板式点火器等一系列具有代表性的尾部点火装置。分析了其设计特点和优缺点,给出了常用的点火药量计算公式。

不锈铁基形状记忆合金的相变和形状记忆效应

采用拉伸形变研究了Ｆｅ－Ｃｒ－Ｎｉ－Ｍｎ－ｓｉ合金的形状记忆效应，并藉助于Ｘ 射线衍射、光学金相和透射电镜研究了形变过程中所发生的相变，结果表明，在室温拉伸形变过程中随形变量的不同，除形变诱发ε和α＇马氏体外，还形成了大量的形变孪晶，当拉伸形变量在２％以内时，可获得良好的形状记忆效应，其记忆效应除来源于形变诱发Ａε－Ｍ外，还来源于形变过程中产生大量的形变孪晶在回复过程中的消失或减少。

焊缝结构形式与声发射源定位关系的研究

通过比较图1所示的球形容器和柱形容器声发射源定位结果,球形容器声发射源定位精度低于柱形容器。本文就其原因进行了讨论并得出四点结论。

硝胺/丁羟复合推进剂高效偶联剂

本文介绍了硝胺/丁羟复合推进剂的高效偶联剂——BAG系列偶联剂.其中BAG-7能使推进剂25℃下的最大抗拉强度σ_m由原来的0.7MPa提高到1.0MPa,最大延伸率ε_m由原来的35%提高到99%;-40℃下,ε_m由25%,提高到97%;70℃下,ε_m由原来的30%提高到97%.这些偶联剂BAG-8、BAG-10、BAG-12等偶联剂都能使消胺/丁羟推进剂的力学性能取得突破性进展,且国内外未见报导、其功效优于较好的硝胺偶联剂TEA、DHE等.

固体发动机试车燃气的扩散及对环境的影响

对地处复杂山区的固体火箭发动机试车站的燃气组成及燃气在大气中的扩散和对环境的影响,采用理论预测、数学模式和监测相结合的方法进行了系统研究,配合进行了同步的气象特征研究.评估了不同大气稳定度下污染浓度的分布,提出了有效的防污染措施.

化学计量特点及其在火炸药中的地位

本文介绍了化学计量的概念、量与单位和化学计量标准。同时,简述了它的量值传递方式及特点,探讨了化学计量在火炸药技术中的重要地位。

美国固体火箭发动机出厂价格的分析与估算

本文分析了美国发动机出厂价格与其技术性能、生产规模及采购环境等因素的相互关系,并通过对有关采购合同的数据所进行的统计回归,建立了具有良好估算精度并可供实用的估算模型,实现了在较高精度下对美国发动机出厂价格及采购合同的定量估算.还提出了产品成本-总量-性能之间存在着“成本=常量(总量)性能”的关系.

丁羟推进剂新型偶联剂

阐述了丁羟推进剂高温偶联剂选择原则.评定了四类九种偶联剂,指出硼化合物具有提高高温力学性能的优异功能.尤其是硼酸酯化合物5527,能大幅度提高高温力学性能,是优异的丁羟推进剂新型偶联剂.

多级固体火箭发动机总体优化设计

本文在文献[1]的基础上提出了一种多级固体火箭发动机总体优化数学模型,并对三级定容发动机进行了计算.对中远程弹道式导弹利用优化模型比经验设计主动段终点速度提高了4%.

固体火箭发动机通用药柱的一维准定常内弹道计算

本文提出对任何药型都通用的一维准定常内弹道计算方法和与其相适用的药柱计算方法.解决了药柱和一维准定常内弹道计算的配合问题.用本程序对某实际发动机的内弹道性能进行了计算,将计算结果和用零维燃烧模型计算结果及热试车结果进行了比较.

固体推进剂燃速的加速度敏感性

本文归纳了加速度场中影响固体推进剂燃烧性能的各种因素,对配方组分变量对加速度敏感性的影响、组分变量与燃烧残渣的关系以及有关机理方面的研究,进行了扼要的综述.

固体发动机有机烧蚀防热涂层的研究

直径、开口较大的固体发动机燃烧室热防护大多采用橡胶基绝热层、但对长细比较大,特别是开口甚小的金屈壳体工艺上却难以实施。 为了寻找具有良好的防热效果,同时工艺又简便易行的发动机内防热材料。我们开展了以环氧树脂为粘合剂、Al_2O_3·3H_2O为阻燃剂,添加石英粉、Cr_2O_3等耐高温、低导热性能无机填料组成的防热涂层的试验研究。 通过试片试验与发动机地面考核试验,证明该防热涂层也是固发燃烧室一种较为适宜的烧蚀防热材料,它具有不受被保护产品几何形状的限制。可采取喷涂、滚涂、刮涂、刷涂等优点,烧蚀率远小于橡胶基绝热层,尤其适用工作时间在30s左右的战术型号发动机燃烧室热防护。

用物元分析理论评定火箭发动机质量

本文采用物元分析理论来处理火箭发动机设计和生产中的不相容问题,由此得到适用于工程系统的火箭发动机生产质量的评定模型.文中给出的应用实例表明:本文方法使用简便,且其结果直观准确,易用电子计算机进行规范化评定.

1.9m天线抛物面旋压工艺

本文着重叙述了大型曲母线零件——1.9m天线抛物面强力旋压工艺。应用直径2m,2mm厚的LF6铝板旋压。