双脉冲火箭发动机设计+文献综述(5)
1．4 本论文的主要工作
本课题针对火箭制导化研制过程中遇到的关键问题，开展双脉冲固体火箭发动机的设计研究。主要研究内容如下：
（1）对双脉冲固体火箭发动机进行总体结构设计。根据总体设计指标，设计双脉冲固体火箭发动机的结构型式，对双脉冲固体火箭发动机的结构进行较为详细描述，选择双脉冲固体发动机的壳体材料和推进剂，并确定双脉冲固体发动机的主要设计参数。
（2）对双脉冲固体火箭发动机的装药进行设计。分别单孔管状药和星孔药的特性进行了比较。通过对不同装药药型的对比，选择双脉冲固体火箭发动机的装药形式，确定双脉冲固体火箭发动机的主要结构参数。
（3）对双脉冲固体火箭发动机的燃烧室进行设计。根据选定的双脉冲固体火箭发动机的结构型式进行发动机的燃烧室设计、前封头设计、前支撑件设计、后挡药板设计、级间隔板设计和连接螺纹设计，并校核燃烧室强度和级间隔板强度。
（4）对双脉冲固体火箭发动机的喷管进行气动设计。在约束条件下选取喷管结构参数，确定双脉冲固体火箭发动机的喷管热防护设计方案。
（5）对双脉冲固体火箭发动机的点火装置进行设计。选择点火装置的结构形式和火药的类型，并确定点火药量。
（6）对双脉冲固体火箭发动机的内弹道进行计算。采用四阶龙格—库塔法对双脉冲固体火箭发动机的零文内弹道进行编程计算。
2 发动机总体设计
2．1 课题设计要求
该双脉冲火箭发动机设计的主要战术技术指标是：弹径220mm；发动机工作的时间大于2s；总冲不小于240kN•s。根据该双脉冲火箭发动机设计的主要战术技术指标对发动机的推力大小和工作时间分配如表2-1所示。
表2-1 发动机推力大小分配
燃烧室 推力
第一燃烧室 60 2 120
第二燃烧室 30 4 120
2．2 发动机结构
在选择发动机结构形式时应遵循如下原则：
（1） 能适应发动机的用途和战术技术性能要求。
（2） 使发动机的重量轻和结构紧凑。
（3） 使发动机具有良好的工艺性、研制费用低和研制周期短。
本课题设计的双脉冲固体火箭发动机采用两个燃烧室，两个燃烧室通过螺纹连接；喷管采用锥形单喷管结构。选用的发动机结构示意图如图2-1所示。
1.点火装置 2.推进剂 3.级间隔板 4.喷管 5.第一燃烧室
6.塞子 7.第二燃烧室 8.燃烧室壳体
图2-1 双脉冲固体火箭发动机结构示意图
2．3 推进剂的选择
为确定出一种满意的、能够适应总体使用要求的推进剂装药，必须要考虑以下几个要求：
（1）能量尽可能高，即推进剂的比冲Isp尽量大。
（2）推进剂在燃烧室内正常燃烧的临界压强尽可能低。
（3）压强温度系数小。
（4）物理化学安定性好，冲击摩擦感度小，强度好。
参考有关资料[6]，查得推进剂能量特性如表2-2所示。
表2-2 某些推进剂能量特性
推进剂 比冲量
双钴-1 2009 1.64~1.66 10.5
双钴-2 1989 1.64~1.66 12.8
GLQ-1 2279 1.668 25.0
双铅-2 1960 1.61 10.5
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