FLUENT某导弹助推器系统流场特性研究(3)
时间:2018-07-04 15:05 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
和改性双基型推进剂；按质地的均匀性分成均质型和异质型推进剂；按能量的高低分为高能 型、中能型和低能型推进剂。由于固体推进剂自身包含氧化剂和燃料，所以其自身能够形成封闭化学反应系统。一般来说，在固体火箭发动机中，推进剂装药能够直接装填在燃烧室里， 而其与燃烧室的组合方式可以是自由装填、贴壁浇注或者与燃烧室粘结在一起。 为了实现特定的飞行任务，推进剂要通过压伸或浇注来形成一定形状的装药。由于它决 定了燃烧室的流场特性和发动机推力的变化规律，所以其燃烧面积在其燃烧过程中的变化必 须符合一定的变化规律。 1.2.2 燃烧室 燃烧室是存贮推进剂装药的容器，同样是推进剂装药燃烧的工作室。故而，燃烧室容积 以及高温、高压气体的承载力均有一定要求。 燃烧室的形状和装药的结构与很大的关系，通常都是圆柱形的，也有制成其他形状的， 如球形或者椭球形等。燃烧室大多是采用性能较高的金属材料制成的，例如各类合金钢、合 金铝和合金钛等。少部分也有采用玻璃纤文缠绕的玻璃钢结构。因为它可以减少燃烧室的质 量。在和高温燃气直接接触的表面选用恰当的热防护措施，这样可以防止燃烧室壳体材料因 过热而被破坏。 1.2.3 喷管 喷管是流经燃烧室之后的大量高温高压的燃气的排气出口。喷管的功能有两个，一是用 来限制燃气流出数量，从而使燃烧室保持足够大的压力；二是来使燃气膨胀加速，以超音速 高速喷出，从而产生推动火箭前进的动力。 发动机的性能一般会受到喷管形状及性能参数的影响。为使排出的燃气的流速顺利地从 亚声速加速到超声速，选择通道截面先缩小后增大的拉瓦喷管，该类型喷管主要由收敛段、 喉部和扩张段三大部分构成。 在火箭发动机的整个工作过程当中，会一直有高温、高压高速的气流冲刷喷管，尤其是 喉部的环境特别恶劣，常常发生烧蚀和沉积的现象。烧蚀和沉积可以使喷管的尺寸改变，从 而影响发动机整体的性能。因此，喷管的喉部常常需要采用耐高温、耐腐蚀的材料，并其他 表面也需要采用相应地热防护措施。 1.2.4 点火装置 点火装置是用来将固体推进剂装药点燃的。电发火管与点火药构成了点火装置。对于大 型的固体火箭发动机，为了提高点火的瞬时性、全面性，常常采用火箭式点火器。 它也常常是发动机最可能发生故障的部件。要使点火装置性能优越，必须满足推进剂全 部燃烧的表面均可在发动机的全温度使用范围内实现安全可靠地点燃，同时其能迅速进入预 定的燃烧状态进行燃烧，并顺利建立正常的燃烧室压强。这就要求点火装置能够有足够的能量、快速的点火和连续的燃烧，也要要求点火装置的能量能够适中，不要形成燃烧室的起始 压强突生，这样会增大燃烧室的壳体的负载。 1.3 固体火箭发动机流场特性研究现状 固体火箭发动机流场流场特性的研究的比较早,研究的时间也比较长,不仅在国外有过各 种研究工作,在国内也有进行过一系列的研究。目前，此方面研究的实验数据以及相关理论分 析和数值模拟的求解方法都较为完善,流场特性的研究也已较为成熟,其中拉瓦尔喷管的燃气 流动特性已可使用数值模拟进行相关解释[11] 。 对于固体火箭发动机流场流场特性的研究最早采用的是一文仿真[12-14] ，虽然这种仿真只 需利用很少的计算机内存就能够体现出推进剂的燃烧流动方向，但是仿真结果和实际情况相 (责任编辑：qin) |