2。5。2  比冲的影响因素 13

3  叠层星孔装药计算 15

3。1  双层星孔装药计算 15

3。2  三层星孔装药计算 17

3。3  串联组合星孔装药计算 19

结  论 23

致  谢 24

参 考 文 献 25

1  绪论

    由于固体火箭发动机具有结构简单、维护简单、快速反应能力强、工作可靠性高等优点，因而被广泛用作火箭弹、各类战术、战略导弹和火箭增程弹的动力装置,为了满足弹箭的外弹道性能要求，诸如射程、最大末速度等，在发动机壳体不变的情况下，一般有两种途径[1]。一种是以化学组分变化来得到所需要的内弹道性能要求；另一种是通过改变推进剂药型，使发动机实现预期的内弹道性能要求从而达到外弹道所需效果[2-3]。从控制燃速技术的研究看，采用改变化学组分来得到所需内弹道性能存在化学稳定性问题，而改变药型则是一种更为实用的技术[4]。因此，研究通过改变推进剂药型来控制外弹道具有重要意义。但是受传统制造工艺技术限制，目前对新型药型的研究较少。

    3D打印技术的发展，为设计新型的推进剂药型提供了可行的技术途径。3D打印技术是指采用分层加工、叠加成形的方式逐层增加材料来生成实体的制作技术[5-8]。其突出优点是无需机械加工或模具，就能在计算机管理与控制下，依靠事先准备的CAD数据，采用材料精确堆积的方式直接得到实体，从而克服了模具的限制，可以制作出复杂的药型，充分利用药型的结构得到可控性燃烧，实现预期的弹道性能。

1。1  快速成型工艺熔融沉积法（FDM）简介

    FDM机构比较复杂，它是由以下几部分组成：运动机构、送丝机构、喷头、加热工作室、工作台等。整个流程分为三个阶段，首先进行数据准备，然后根据相应的数据进行打印，最后进行后处理。喷头在计算机控制下加热到指定温度后根据CAD分层数据信息做平面运动与垂直运动。丝状热塑性塑料由供丝机构送到喷头，在喷头中加热至熔融态，由喷头底部的喷嘴挤出并沉积在指定的位置上，快速冷却后形成截面轮廓，一层成型完成后，喷头上升一截面层的高度，再进行下一层的沉积、冷却固化，逐层叠加，最终形成三维产品[9]。

图 1。1 熔融沉积原理图

1。2  固体火箭发动机的基本结构[10]

1。2。1  固体推进剂装药

无论是双基推进剂、复合推进剂还是复合改性双基推进剂，其组成成分中都含有燃烧剂和氧化剂，自身能够形成封闭的化学反应系统，它是发动机的能源与工质源，且这三种推进剂均属于固体推进剂。根据实际需求，燃烧室中的药柱可以是单根也可以是多根，其中推进剂装药有两种装填方式：自由装填和贴壁浇注。贴壁浇注与燃烧室黏结在一起，几乎不考虑支撑问题；而自由装填则需要用一些支撑装置，例如使用挡药板、固药板等装置。与液体火箭发动机相比，固体火箭发动机的推力控制是非常困难的，它一般是通过设计特定形状的装药来得到所需推力方案。因此，装药的几何形状和尺寸必须保证其燃烧面积变化规律符合预定的推力变化要求。为了达到控制燃烧面积变化规律的目的，有时需要用阻燃材料（包覆层）对装药的某些部位进行包覆。