- 上一篇：固体火箭发动机点火国内外研究现状综述
- 下一篇：永磁交流伺服系统国内外研究现状和发展趋势
固体火箭发动机设计除了要满足战术技术性能要求外，还要满足结构完整性要求。过大的点火燃气流量和点火能量会导致药柱结构破坏，引起固体火箭发动机点火故障。在点火初期，如果点火器产生的高温高压燃气使燃烧室的增压速率过大，则很可能产生很强的压强波，甚至激波，过大的点火压力以及点火能量够可能会导致装药面出现超压，特别是对装药在制造、储存或者点火过程形成缺陷的火箭发动机，冲击波将可能造成缺陷的扩展甚至破坏，甚至会造成爆轰这样比较严重的事故。从而降低固体火箭发动机的可靠性，使得装药结构性出现问题，从而影响发动机的正常工作。61614
关于点火过程中燃烧室内压强变化对药柱受力的影响规律、发动机点火瞬态过程中的异常现象等方面的研究较多。
1982年，G.L.Tarter研究了点火瞬态过程中药柱在载荷作用下的破坏过程。采用二维显式有限差分格式的软件PISCES-2D-ELK，计算燃气流与药柱之间相互作用。研究结果表明，瞬态载荷可能导致药柱意外运动和破坏，冷态实验部分验证了这一结论。
1992年，P.P.Steven研究了“大力神”固体助推器药柱在点火瞬态过程中不均匀压强下的形变，利用“大力神”运载火箭固体助推器点火瞬态过程压强时间曲线作为载荷，驱动氮气在发动机中心孔内流动，使其呈现不均匀压强分布，采用X-射线照相技术记录了药柱形变过程。
1996年，S.Y.Ho研究了点火瞬态过程中固体推进剂受高速加在时的破坏准则。采用修正的霍普金森杆模型描述了点火冲击作用下的推进剂受力情况。
2000年，刘君，张伟华，刘伟采用简化模型，从曲线坐标下的非定常薄层近似N-S方程出发，采用新型的ENO差分格式，计算了端面燃烧的固体火箭发动机点火初期形成的受限冷喷流流场，分析了点火药喷流与主装药冲击作用，定性的研究了主装药形状的影响。结果表明，药柱形状设计不当时，可能会造成燃烧室内局部压强升高，从而将药柱挤碎。
2000年，张文普，何国强等人通过设计实验装置形成了一条预制裂纹，用高速运动分析仪及数据采集系统测试了裂纹内压强变化，研究了不同几何特性和增压下，固体推己及人裂纹的燃烧流动情况。实验表明，裂纹尖端压强与裂纹入口压强比的最大值也受增压和几何条件的影响，增压越大，裂纹越窄，该压强比越大。
2000年，邢耀国，熊华等人对含裂纹的推进剂试件进行大量的燃烧实验，其燃烧过程用x射线实时成像系统进行了记录，并用粘弹性有限元方法计算了试件在燃烧过程中的应力应变状态，利用J积分法对裂纹扩展的可能性进行了预估。理论分析和试验结果表明，燃烧室增压速率、裂纹尺寸，边界条件等因素对裂纹的扩展均有较强的影响。
2001年，沈伟等人通过试验和理论计算研究了炭烧是升压梯度对固体推进剂裂纹燃烧与扩展的影响。结果表明，燃烧室升压梯度对裂纹腔内对流燃烧流场、以及裂纹的开裂时间和开裂方式都有很大影响。试验结果表明和理论计算结果的一致。文献综述
2001年，葛爱学从N-S方程出发，应用ENO差分格式，对发动机点火初期形成的装药通道内的流场进行了宏观流场模拟，重点考察了点火增压过程的宏观流动特性。计算结果显示点火发动机工作过程中将出现超压较大的激波结构，造成装药通道内不同位置处出现程度不同的压力震荡。
综上所述，国内外关于点火瞬态燃烧室内压强的建立过程研究较多，而同时考虑诸多设计参数对发动机点火升压过程影响的不多；同时关于点火瞬态增压过程在装药通道内引起冲击现象等这些问题相关文献报道较少，而结构力学研究工作者分析动载荷作用力对尾部装药影响是，由于发动机点火试验时的压力传感器通常安装在发动机的头部和尾部，无法反应装药通道内由于激波传播过程造成的压力震荡和瞬时的增压速率，国内外的研究均假定燃烧室内增压速率相同，只能给出燃烧室平均压力的增压速率，这使我们在研究上造成一定的误差。所以本文对于研究发动机燃烧室的压力载荷变化有实际意义。