某火箭发射过程内弹道数值计算(2)
时间:2018-08-17 10:19 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
固液混合火箭使用固体和液体混合的推进剂或气体推进剂，也有使用高能电源将惰性反 应物料送入热交换机加热，这就不需要燃烧室。 1.1.2 固体火箭发动机 固体火箭发动机作为火箭发动机的一种，具有以下特点：结构简单、工作可靠，使用安 全方便，固体推进剂密度大，研制周期短、成本低。基本结构包括:点火装置、装药、燃烧室 和喷管等。固体火箭发动机相比于其他反作用式喷气动力装置零部件数量更少，工作可靠性 高。在安全方面，虽然制造推进剂的过程有一定的危险性,但是故意推进剂的成品在使用过程 中非常安全。平时的文护方面也较为简单，可长期贮存于发动机中。高密度推进剂缩小了发 动机体积减少发射质量，改善整体性能。最后一点，经过几十年的发展,固体火箭发动机研制 周期短，其技术已经非常成熟，特别是对于战时大量消耗的小型近程战术火箭来说固体火箭 发动机低成本的优点更为突出。 固体火箭发动机内弹道学的核心是研究发动机燃烧室内压强随时间变化的规律，李海涛深入探讨了固体火箭发动机点火瞬态一文非定常内弹道模型,综合考虑侵蚀燃烧、加质、摩 擦、压力升高速率等因素对内弹道性能的影响,建立控制方程组并采用隐式差分方法结合特征 线法求解,建立启动瞬变过程控制方程时，考虑点火器的位置、点火药的燃气与药柱表面的摩 擦、热交换情况、火焰传播速度变化、压强升高速率变化、侵蚀燃烧、药柱通道截面变化、 堵盖等诸多因素；建立控制方程时，忽略彻体力和外功,采用完全气体和推进剂燃烧的一般假 设。为发动机内弹道性能计算及火箭发动机工程设计提供了一套更实用的工具。 其自身特点使得固体火箭发动机被广泛的应用于各领域。首先它作为一种主动力装置, 被广泛应用于各类近程、中程、远程导弹中，最为典型的是在航空、航天技术中的应用；其 次可以作为反向推力装置使用,用于飞行器等的减速着陆； 同时也可以为飞行器提供一定的速 度增量来用于缩短起飞滑行距离，增加起飞重量或者用于校正飞行轨道等等。最后它还可以 用作飞行救生和弹射座椅的应急动力。 1.1.3 固体火箭发动机内弹道计算方法 高精度的内弹道模型计算有时候十分耗时, 因而固体火箭发动机内弹道优化设计往往无 法采用高精度内弹道计算的模型来实现。而由窦毅芳[26] 等人研究的固体火箭发动机内弹道响 应面法是用简单的函数形式来描述系统输入变量与响应输出之间的复杂关系,从而代替复杂 模型进行有效地分析计算，以其较高的计算效率可以方便地进行分析计算和优化设计。综合 考虑拟合精度和拟合效率两方面，对欧氏距离基函数加权插值的径向基函数法可广泛用于拟 合低阶或高阶非线性模型，由于径向基函数具有随着与中心点距离的增加而单调减小或增加 的特征,保证了线性方程系数矩阵的非奇异性,因此可得到方差较小的最小二乘估计。 何景轩[24] 等人固体火箭发动机内弹道性能仿真研究中，确定了影响发动机内弹道性能的 独立随机变量， 采用Monte-Carlo法进行内弹道性能的模拟计算， 从燃速系数、推进剂密度、 特征速度和喷管喉径烧蚀修正系数的分布中随机抽取100个随机数,计算100台固体发动机的 内弹道性能，对所得的内弹道性能样本进行统计。可解决由于试验发数少而在精度分析和可 靠性评定中遇到的问题。 (责任编辑：qin) |