双脉冲固体火箭发动机设计(2)
双脉冲固体火箭发动机是固体火箭发动机的发展方向之一，成为未来足以替代采用单一固体火箭发动机的战术导弹和火箭弹的动力装置。就双脉冲发动机而言，两段脉冲可以单独被点燃，两段脉冲之间的点火时间间隔，可以根据需求自由设定。双脉冲固体火箭发动机的结构简图和推力图，如图1.1,1.2所示。
图1.1 双脉冲固体火箭发动机
图1.2 双脉冲固体火箭发动机推力简图
当今为了提高导弹的生存能力，强调超视距发射，强调弹道的灵活可变性；为了对付高机动性的目标，要求导弹的末速度要足够大；为了在最短时间内击中目标，要求导弹的平均速度达到最大。从上述角度出发，双脉冲固体火箭发动机在提高导弹的射程，灵活控制导弹的速度等诸多方面具有很大优势。
双脉冲固体火箭发动机的主要优点有：
(1) 在发动机尺寸一定的情况下，有效提高导弹的射程。优化两段脉冲之间的点火间隔，尽量避免导弹速度和气动阻力的峰值，延长导弹的飞行距离，即既可攻击进程目标，又可攻击远程目标，扩大导弹打击范围；
(2) 在发射和中段飞行时，暴露在敌方搜索范围下的时间较短，有利于导弹的隐身和突防性能；
(3) 当第二段脉冲采用大燃面装药时，可以获得较大的末速度，这样就可以使用较小的翼面和尾舵来实现导弹的机动，使导弹变得更为灵活。
双脉冲固体火箭发动机以其优越性和广泛的应用前景，将来足以代替普通的单一固体火箭发动机和单室双推发动机，成为新一代战术导弹和远程火箭弹的动力装置。由于双脉冲固体火箭发动机能使导弹和火箭弹的机动性、射程和杀伤范围有较大程度的改善，将它与制导系统相结合，能显著提高导弹和火箭弹的综合性能指标。因此，研究双脉冲固体火箭发动机对我国的导弹防御体系有着重要的现实意义。
1.3 本文的主要研究内容
本设计主要为220毫米火箭弹提供一种新型的动力装置,使火箭弹实现飞行弹道的最优控制和发动机能量的最优管理，提高火箭弹的射程、精度、隐身性能和机动能力。同时要求该发动机第一脉冲和第二脉冲推力比大于等于5，即典型的先助推，后续航的工作模式。
本课题的主要研究内容是较为全面具体地设计一种双脉冲固体火箭发动机，需遵循性能优良、经济性好、可靠性高的设计原则，按照所给定的技术要求，完成双脉冲固体火箭发动机的总体设计方案、各零部件的设计、软隔层设计以及密封和隔热层设计。之后编写程序计算该发动机的内弹道，获得发动机的压力、推力随时间变化的曲线，验证其是否满足所提指标。再进行简要的外弹道计算，获得其飞行速度、高度和射程等参数，与传统的单脉冲固体火箭发动机相比较，突出双脉冲发动机在改善火箭弹飞行弹道方面的优势。
本文的主要结构安排如下：第一章主要针对双脉冲固体火箭发动机国内外的研究现状及其特点作简要介绍；第二章介绍双脉冲固体火箭发动机的结构设计；第三章介绍其装药设计；第四章介绍双脉冲固体火箭发动机的内弹道计算；第五章介绍外弹道计算及与传统固体火箭发动机的性能比较，为工程实际应用和后续研究提供参考。
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