固体火箭发动机侵蚀燃烧实验台优化设计与调试(2)

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3.4.1 壳体的设计18

3.4.2 壳体壁厚的计算18

3.4.3 燃烧室的热防护22

3.5 堵头的设计22

3.6 点火装置的设计23

3.6.1 主点火装置设计23

3.6.2 副点火装置设计24

3.7 药柱的设计25

3.7.1 药柱形状的选择25

3.7.2 药柱的优缺点26

3.7.3 根据通气参量范围设计装药26

3.8 单孔装药内弹道的计算26

3.9 装药支撑装置的设计28

3.9.1 前支撑件的设计28

3.9.2 后支撑件的设计28

3.10 小推力发动机设计的验证29

4 完成中止实验燃烧的快速卸压中止台安装31

4.1 安装过程 32

结论 33

致谢 34

参考文献35

附录A 部分三维零件及装配图总览36

1 引言

1.1 固体火箭发动机中止燃烧试验台系统的背景及研究意义

固体火箭发动机属于化学火箭发动机，用固态物质（能源和工质）作为推进剂。固体推进剂点燃后在燃烧室中燃烧，产生高温高压的燃气，即把化学能转化为热能；燃气经喷管膨胀加速，热能转化为动能，以极高的速度从喷管排出从而产生推力推动导弹向前飞行[1]。现在被使用在火箭、导弹、航天飞机和宇宙飞船等各种飞行器的动力装置上。它的优势有：结构简单，工作可靠性高、维护操作简单，快速反应能力强、火力急袭性强、固体推进剂密度高等。正是由于这些优点，因此火箭武器一直是常规弹药中的重要组成部分。固体火箭特别适用于各类导弹向小型化、机动和隐蔽的方向发展，因此各类战术、战略导弹推进装置的“固体化”（由液体推进装置改为固体推进装置）是必然的发展趋势，固体火箭发动机现已成为导弹中的重要动力装置。

在固体火箭发动机的发展和应用的同时，对它的测试工作更是必不可少的。虽然固体火箭发动机的构造简单，但它在工作中的物化过程尤为多样复杂。所以每一个新的发动机的研究与制造，都是要通过好多次的试验，以确保发动机的正常运行。借助实验所获得的数据来进行对发动机的改进设计，把实验作为鉴定的手段。对数次测试工作取得的数据显示进行统计和总结，并从中寻找到有规律性的东西[2]。通过这样的手段，我们不仅可以提高发动机的工作性能，还可以对发动机进行优化与更具实用性。在固体火箭发动机的试验过程中，除了要发现试验过程中存在的各种状况以外，还要应用科学的的测试手段，测量出并记录下我们所需要的参数及规律变化，以此来作为定量分析的可靠依据。这就要求除了掌握测试技术以外，还要对被测试对象的特征有所了解，以便正确地采用经济合理的测试手段。文献综述

固体火箭发动机中止燃烧试验是火箭发动机试验的一个重要环节，试验的过程和运用的方法都对我们进一步深入研究火箭弹的测试技术具有重要意义。固体火箭发动机作为火箭弹的“心脏”，其安全性能和工作性能对火箭弹设计起至关重要的作用。因此，我们必须通过实验的手段测试出发动机内燃烧的推进剂性能的优劣。

固体火箭发动机中止燃烧（指推进剂在发动机燃烧室里燃烧到某一个时候，采用相应的测试方法让推进剂忽然灭火，也就是说让推进剂中断，禁止燃烧）试验的应用可以从燃烧中止后的未燃烧完全的推进剂中了解到：（1）药柱在发动机内的燃烧规律；（2）燃气气流对药柱的侵蚀作用；（3）药柱内部是否有气孔、裂纹、或砂眼等缺陷[3]。