2.1.1  固体火箭发动机燃烧室总体设计
燃烧室乃固体火箭发动机之重要部件之一。其一般由燃烧室壳体、连接底和内绝热层构成,某些具有后封头,形成一半封闭之容器。
燃烧室壳体之结构形状按其所使用材料及加工之方法可分为两类,其一为金属结构,其二则是纤文缠绕结构。纤文缠绕结构有利于做成复杂形状的燃烧室,然则本课题并不需要将燃烧室设计成复杂形状,当纤文缠绕燃烧室局部受到损坏时,其强度将会大幅度下降。因此,不能在纤文层上加工螺纹,这将要求做其余之设计,故而,此设计不必使用纤文缠绕之法,采用金属结构。
此设计发动机直径227mm,口径不算小,也不算太大,属于中等口径,作助推器之用,结构形式务必力求简洁可靠,质量应力求较小,处于对于任务的分析,同时结合目前火箭发动机壳体生产能力的实际情况,认为此设计之发动机燃烧室宜采用一端封闭结构的燃烧室,其加工采用强力旋压法加工,可省去一个零件,同时加工方法也是较成熟且应用广泛的。
至于此发动机的连接底与后封头,由于上述燃烧室之结构之中已将后封头与壳体加工为一体,故而只需考虑连接底的结构形式即可。对连接结构的主要要求是:连接可靠、同轴性和密封性好、药柱装填或浇铸方便、重量轻及加工和装配方便等。因此,连接底与后封头之间采用焊接的连接方式。在结构较小的部位,由于螺纹连接结构紧凑,制造方便,装配容易,故采用螺纹连接。连接底与电火具的连接,喷管与后封头的连接均采用螺纹连接。并且应于螺纹连接之处,加以密封圈、密封垫或涂以密封胶,以防止连接处漏气泄压之可能。
2.1.2  固体火箭发动机喷管总体设计
首先选择喷管的结构形式。
只有一个燃气通道的喷管称其为单喷管;多于一个燃气通道则称之为多喷管。本设计无需采用两端喷气之技术方案,亦无必要执意缩短喷管之长度,故而采用单喷管即可以满足设计之需求。
采用单一材料制作之喷管称之为简单喷管,采用几种材料制成、具有良好热防护层的复合结构喷管称其为复合喷管。此设计拟采用复合推进剂、加之工作时间较长,故而宜采用复合喷管。
根据喷管扩张段母线之形状,可将喷管分为锥形喷管,即母线为直线,母线为非直线之曲线者则为特型喷管。特型喷管具有高效率与长度短的优点,但其设计复杂加工不易,实非此设计必要之举,故不予采用,本设计依然采用形状简单,工艺性能好的锥形喷管。
关于潜入式喷管,其主要是用于对于发动机长度有非常严格之要求,无法通过其他方式达到任务指标,采用此举,如是,本设计采用普通喷管即可,无需多此一举。
2.2  固体火箭发动机材料的选择
2.2.1  固体火箭发动机燃烧室壳体材料的选择
燃烧室壳体材料对于燃烧室壳体的质量、加工方法及经济性有很大的影响。故而,合理选择燃烧室材料是至关重要的,为此对燃烧室材料的选择提出以下几点要求:
(1)材料的比强度高;
(2)材料之韧性好,务必防止壳体出现脆性破坏;
(3)材料之加工工艺性能良好;
(4)材料之来源广泛,经济性能好;
目前,适用固体火箭发动机燃烧室壳体之材料概为两类:金属与非金属材料。金属材料之中,小口径及工作时间较短者可选铝合金为燃烧室材料,中大口径、工作时间较长者则宜选用合金钢为燃烧室之材料。故而,至于本设计之考虑,中等口径,工作时间相对较长,故选择合金钢最宜。何不以非金属材料为之,前文略有述及,再述其缘由,复合材料尽管工艺简单、生产经济性能好、尺寸不受限制,并可整体成型;结构的抗震性及隔热性好;如是看来,优点甚多,然则纤文强度较低,则壁厚较大,高强度纤文又经济性不足,再者工艺质量不够稳定,长期储存老化现象严重,又本设计并无特殊之要求,并不他求,则无他需。综合以上之缘由,加之以历来设计之资料,选用30CrMnSiA为本设计燃烧室壳体之材料,甚是妥当。
上一篇:晶圆测试升降机构设计+文献综述
下一篇:Proe自动武器实验架座设计+文献综述

迷你导弹火箭助推器设计

固体火箭发动机壳体断裂失效分析

Prony级数方法复合固体推进...

双脉冲固体火箭发动机设计有限元分析

单室多推力固体火箭发动机设计

某固体火箭发动机装药结构完整性分析

122mm双脉冲固体火箭发动机设计

C#学校科研管理系统的设计

医院财务风险因素分析及管理措施【2367字】

国内外图像分割技术研究现状

承德市事业单位档案管理...

中国学术生态细节考察《...

志愿者活动的调查问卷表

AT89C52单片机的超声波测距...

10万元能开儿童乐园吗,我...

公寓空调设计任务书

神经外科重症监护病房患...