300mm火箭发动机组合装药设计(4)
锥形型 0.8～0.95 0 2～3 中等 较大 良～优 L/D小；壳体粘结
翼柱型 0.8～0.95 0 2～3 大 大 良～优 L/D大；壳体粘结
头部满装
星形 0.7～0.85 5～10 3 中等 中等 良 壳体粘结
双推进剂
星形 0.9 ﹤5 2.5～3 大 中等 优 壳体粘结
端面型 0.98～1.0 1.0 极大 小 优 推力小
1.4 本文主要研究任务
为达到设计目标，确定采用能量高的复合推进剂和圆孔星孔组合装药的设计方案。选取发动机参数和推进剂参数，运用圆孔和星孔设计原理过程，编写界面友好的计算程序。具体研究内容主要有以下几个方面：
（1）火箭发动机装药设计：根据任务书要求，选取合适型号的复合推进剂和相关系数，计算并确定组合装药中圆孔装药的装药外径、肉厚、药柱长度；星孔装药的星角数、星根圆弧半径、过渡圆弧半径、肉厚、特征长度等特征参数。
（2）分析装药的燃烧面积随烧去肉厚的变化规律：在计算出圆孔、星孔装药及圆孔星孔组合装药的基本特征参数后， 对其燃烧面积和通气面积进行计算，分析变化规律。
（3）固体火箭发动机内弹道计算：在几何燃烧定律和发动机串联组合装药的基础上，基本参数确定的前提下，对发动机的内弹道特性进行了分析，得到压强和推力随时间变化的曲线。
2 装药设计基本理论
2.1 圆孔装药设计理论
2.1.1 圆孔装药概述
圆孔装药有三种不同的燃烧方式：单孔管状内孔燃烧、内外孔同时燃烧、内外孔和端面同时燃烧。[1]这种药型由药柱外径 、肉厚ep这两个独立变量来确定。这种药型的优点是：（1）三种燃烧方式有三种不同的燃面性，选择方便；（2）形状简单，因而药模也简单、制造容易，内孔燃烧的药柱也可采用贴壁浇注，增强发动机壳体强度，药柱本身可起到绝热作用，避免高温燃气直接与燃烧室接触，损害壳体；（3）形状简单无应力集中现象，同时药柱内部的应力状态为三向受压，药柱具有较强的强度；（4）无剩药[10]。圆孔装药的缺点是：有内外孔燃烧的药柱需要支承装置，而支承装置和燃烧室内壁受热气流作用，工作状况十分恶劣[10]。
2.1.2 圆孔装药几何参量与设计参量
2.1.2.1 单孔管状内孔燃烧的圆孔装药
装药的总肉 和以烧去肉厚 时的燃气通道湿周长 分别为 ，
式中， 和 分别是装药的初始内孔直径和外圆直径。对于等截面燃烧，其燃烧面积为
式中， 为装药长度，在整个燃烧过程中保持不变。该装药燃面随肉厚或时间的增加而增加，属于增面燃烧装药。