图1-4 固体火箭发动机基本组成

（1）推进剂装药。推进剂装药是固体火箭发动机的能源和工质源。它根据发动机设计指标设计成的具有一定尺寸和强度要求的火箭推进剂药柱。目前常用的固体火箭推进剂有三种：双基推进剂、改性双基推进剂和复合推进剂。固体推进剂中包含燃烧剂和氧化剂，自身能够形成封闭的化学反应系统。根据所设计发动机的要求，固体火箭药柱可以按尺寸要求预先压制成各种药型，然后装入燃烧室，也可以用浇注的方法在燃烧室内贴壁浇注。对于自由装填情况，通常需要一些支撑装置（如挡药板、固药板等）使药柱固定。采用何种装填方法主要取决于所使用的装药药型，最常见的药型有单孔管状药和星孔形药。发动机的装药具体情况取决于发动机的总体设计指标。 

   （2）燃烧室。燃烧室是固体火箭发动机的主体，用来装填推进剂装药和联接其他部件，也是装药燃烧的工作室。因此，燃烧室不仅要有一定的容积，而且还需要具有对高温、高压气体的承载能力。燃烧室的形状与装药结构有密切关系，通常为长圆筒形，也有制成其他形状的，如球形或椭球形。燃烧室是整个飞行器受力结构的一部分，大多采用高强度的金属材料制造，如各种合金钢，铝合金或钛合金，也有采用玻璃纤维缠绕加树脂成型的玻璃钢结构，以大幅度减轻燃烧室壳体的质量。

固体火箭发动机通常不采用液体冷却剂，为了防止壳体材料因过热而破坏，必须采取热防护措施。通常是在壳体内表面粘贴绝热层或采用喷涂法将厚浆涂料喷涂在壳体内表面使之成型为绝热层。为了改善绝热层（或壳体）与推进剂的黏结性能，一般在推进剂与绝热层（或壳体）之间加装衬层作为过渡层。

（3）喷管。喷管是燃烧室高温高压燃气的出口，是火箭发动机能量转换的一个重要部件，直接影响发动机工作的性能。其作用是：控制燃气流出量，使燃烧室内保持足够的压强；使燃气膨胀加速，形成高声速气流从喷管出口喷出，产生推进作用力。固体火箭发动机通常采用几何截面形状为收敛——扩张的拉瓦尔喷管，由收敛段、喉部和扩张段三部分组成。中小型火箭通常采用最简单的锥形喷管，而工作时间长，质量流率大以及一些大型火箭一般采用特型喷管。根据固体火箭发动机喷管的前部是在燃烧室内还是在燃烧室外，可将喷管分为潜入式和非潜入式两种文献综述。

（4）点火装置。点火装置用于点燃推进剂装药。通常，点火药和发火管是点火具的核心部件。对于装药直径达数米甚至更大的大型固体火箭发动机，为了提高装药点火的瞬时性、可靠性、全面性以及内弹道的重现性，常采用火箭式点火器（又称点火发动机）。

点火装置是固体火箭发动机中最容易发生故障的部件。一个可靠性高的点火装置，必须能够确保推进剂装药的全部燃烧表面在发动机的整个设计使用温度范围内都能可靠地点燃，并在较短的时间内进入预定的稳定燃烧状态，建立起正常的燃烧压强。这就要求点火装置既要防止点火能量不足而引起点不着、过度的点火延迟和断续燃烧，也要避免点火能量过大而导致燃烧室起始压强突升，增大燃烧室壳体的负荷[10]。

 1.4 本论文的主要工作源]自-优尔-!论~文"网·www.youerw.com/

本课题就是进行一种球形固体火箭发动机的设计，通过球形固体火箭发动机的总体方案设计、装药设计及结构零部件设计，掌握球形固体火箭发动机设计的基本方法和步骤。主要内容如下：

（1）对球形固体火箭发动机进行总体结构设计。根据本课题设计指标，设计出球形固体火箭发动机的结构形式，选择合理的发动机壳体材料和推进剂，并确定球形固体火箭发动机的主要设计参数。