固体火箭发动机设计复习题答案
复习题参考答案_液发,2、3、4、5、6章
贮气系统、液体气化系统、化学反应系统。（文献[1]2.2.1 小节） 5 挤压式供应系统中，贮箱增压压力的确定？
贮 箱 增 压 压 力 等 于 室 压 、 供 应 系 统 压 降 、 推 进剂 液 柱 压 力 三 者 之 和 。 （ 文 献 [1]2.4.4 小 节 ， 公式 （2.29）） 6 泵压式系统贮箱增压压力的确定?
按自身的构造分为闭式、半开式和开式。 闭式叶轮由前盖板、后盖板与叶片围成。 半开式叶轮无前盖板，容积损失较大，但加工较简单。 开式叶轮无前、后盖板，容积损失很大，但加工简单。开式叶轮的叶片要采用高强度材料才能满足强度要 求。
叶轮与轴的连接方式有花键连接、平键连接以及螺纹连接。 （文献[1]5.3.3 小节） 3 泵壳体包括入口装置和出口装置，泵的入口装置有哪几种型式？泵的出口装置有哪几种型式？ 泵的入口装置有下列几种形式： a.轴向；b.径向；c.环形；d.半螺旋。 泵的出口装置有下列几种形式： a.无叶片环形扩压器；b.环列叶片环形扩压器；c.蜗壳形集液器；d.锥形扩压器。 （文献[1]5.3.3 小节） 4 涡轮工作叶片与轮盘有哪几种联接方式？涡轮盘与轴有哪些联接方式？试以简图表示并指出其优缺点。 涡轮工作叶片与轮盘的联接方式：a.整体结构；b.焊接；c.插入式连接。 简图见文献[1]图 5.36。 插入式连接最大的优点是便于更换叶片。同时，叶片和轮盘之间存在一定的间隙，这个间隙对于叶片的振 动起到一定的阻尼作用。但这种转子的结构较复杂。 整体式转子重量轻、结构简单，叶片自振频率高，强度好，工艺性好。但用电解加工方法加工的叶片表面 有严重的电化学腐蚀现象，需要对其表面进行抛光处理，以提高其疲劳寿命。 焊接式转子结构较简单，再加工量少，连接部分的尺寸小，且重量轻，热传导好。但叶片与轮盘之间有小 间隙存在，这是焊接转子热疲劳破坏的潜在疲劳源。
2020年火箭发动机原理试题(期末)
北京航空航天大学2019－2020 学年第二学期期末《火箭发动机原理》考试卷（线上）班级______________学号 _________姓名______________成绩 _________2020年6月24日《火箭发动机原理》期末考试卷注意事项：（1）答题时请在自备答题纸上按试卷题目顺序注明大题编号（如编号“一、”）和小题编号（如编号“1、”），不必重新抄写题目内容。
（2）请顺序标注答题纸的页码。
一、名词解释……………………………………………………………(本题20分，每小题2分)1、火箭发动机2、推力室的推力3、推力室的比冲效率4、固体双基推进剂5、液体推进剂组元6、物质的标准生成焓7、定压绝热燃烧温度8、喷管的非设计度9、气流的恢复温度10、不稳定燃烧二、选择题(请选择每小题的最佳答案，并将对应的英文编号填入横线的空白上。
本题20分，每小题2分)1、先进液体运载火箭的发动机只能选择推进剂供应系统。
A 泵压式B 挤压式C 泵压-挤压混合式D 以上都不是2、正常情况下，固体火箭发动机的特征速度和比冲与液体火箭发动机相比较，前者的。
A 特征速度高，但比冲低B 特征速度高，比冲也高C 特征速度低，但比冲高D 特征速度低，比冲也低3、从双基推进剂各组元之间关系来看，可分别看作是主要的氧化剂组元和燃烧剂组元。
A 硝化棉和硝化甘油B 硝化甘油和硝化棉C硝化甘油和助溶剂D 以上都不是4、为了有利于液体推进剂的贮存和使用，希望其。
A 沸点高、冰点也高B 沸点高、冰点低C 沸点低、冰点高D 沸点低、冰点也低5、液氧液氢火箭发动机的化学当量混合比是。
A 1B 5C 8D 106、三硝基甲苯（TNT）的分子式为C7H6(NO2)3，其一般化学式和假定化学式分别是。
A C7H6O6N3和C31H26O26N13B C7H6(NO2)3和C31H26O26N13C C7H6O6N3和C30.702H26.316O26.316N13.158D C7H6(NO2)3和C30.702H26.316O26.316N13.1587、固体和液体火箭发动机燃烧室和喷管的热力计算中，。
多脉冲固体火箭发动机
多脉冲固体火箭发动机
1. 多脉冲原理，多脉冲固体火箭发动机的设计思想是通过在燃
烧室内设置多个燃烧室或者燃烧孔，使得推进剂在燃烧过程中产生
多个脉冲。
这种设计可以改变推进剂的燃烧速度和燃烧时间，从而
实现对火箭发动机推力和工作时间的控制。
2. 优点：多脉冲固体火箭发动机相比传统的单脉冲固体火箭发
动机具有以下优点：
推力调节能力强，通过控制不同燃烧室或燃烧孔的燃烧程度
和时间，可以实现对推力的精确调节，满足不同任务的需求。
提高火箭的适应性，多脉冲发动机可以适应不同的任务需求，如改变轨道高度、轨道倾角等，提高了火箭的灵活性和适应性。
减少结构负荷，多脉冲发动机可以减少火箭在发射过程中的
结构负荷，提高火箭的可靠性和安全性。
3. 应用领域，多脉冲固体火箭发动机主要应用于一些特殊任务，如轨道交会、星际探测等。
由于其推力调节能力强，可以精确控制
火箭的运行轨迹和速度，因此在这些任务中能够发挥重要作用。
4. 技术挑战，多脉冲固体火箭发动机的设计和制造相对复杂，需要解决多个燃烧室或燃烧孔之间的协调问题，确保各个脉冲的产生和传播能够协调一致。
此外，多脉冲发动机还需要解决燃烧过程中的热管理问题，以避免过高的温度对发动机产生不利影响。
总结起来，多脉冲固体火箭发动机是一种通过控制燃烧室或燃烧孔来产生多个脉冲的火箭发动机。
它具有推力调节能力强、适应性高等优点，主要应用于一些特殊任务。
然而，该技术还存在着一些挑战，需要解决相关的设计和制造问题。
固体火箭发动机设计Rocket
• 工作条件 • 金属丝的几何尺寸 • 金属丝的表面状况
固体火箭发动机设计复习题及答案
Black∗ December 11, 2012
1 第一章
1.1 比冲和总冲的定义？
总 冲 量I用 发 动 机 推 力F 对 时 间 变 量t在 整 个 发 动 机 工 作 时 间ta区间的积分来表示,即
ta
I = F dt
(1)
0
比冲量Isp表示单位重量推进剂所能产生的冲量,即
2.14 金属丝的根数和埋置位置主要影响什么？
它们主要影响发动机工作的起始段和尾段，以及剩药量。
2.4 星形药柱的设计参量有哪些？
星形药柱的几何参量有：药柱外径D、药柱肉后e1、药柱长 度L。还有星空参数：星角数n、星边夹角θ、角度系数ε、过渡 圆弧半径r以及星角圆弧半径r1等。
设计参量有：燃烧面积、通气面积、剩药面积
为了反应推进剂的应力松弛效应，通常采用广义马克斯韦尔 模型来模拟推进剂的力学性质。应力松弛模量用下式表示：
n
t
E(t) = Ee + i=1 Ei exp(− τi )
(7)
连接结构可以分为可拆和不可拆分两大类。属于前者的有螺 纹连接、螺柱连接、卡环连接和销钉连接等；后者则有焊接、 铆接、过盈配合和粘结等。
1.13 确定发动机工作压力的原则有哪些?
通常可以按照如下原则来选择发动机工作压力： • 要保证推进剂能正常燃烧； • 要使重量比冲尽可能大； • 要考虑工作时间的要求。
火箭动力学考试试题及答案
火箭动力学考试试题及答案一、选择题1. 火箭被称为宇航飞行器的重要一环，最主要的作用是什么？A. 运送货物到国际空间站B. 进行载人航天任务C. 进行卫星发射任务D. 进行科学研究任务答案：C. 进行卫星发射任务2. 火箭是一种什么类型的动力机械？A. 内燃机B. 风力机械C. 电力机械D. 推进机械答案：D. 推进机械3. 在火箭发射过程中，燃烧室中产生的高温高压气体通过哪个组件排出？A. 导弹发射架B. 燃烧室喷管C. 导弹导航系统D. 火箭发动机答案：B. 燃烧室喷管4. 火箭发动机的推力可以由哪个因素决定？A. 燃料质量B. 燃烧时间C. 发动机尺寸D. 高温气体流速答案：D. 高温气体流速5. 火箭动力学是研究火箭在运行过程中的哪些力学问题？A. 质量、力和加速度B. 引力、运动和速度C. 重心、平衡和稳定性D. 飞行器、旋转和姿态控制答案：A. 质量、力和加速度二、简答题1. 请简要介绍火箭的基本组成部分。
答：火箭的基本组成部分包括以下几个方面：- 火箭发动机：负责产生推力的装置，通常由燃料和氧化剂的混合物在燃烧室中燃烧产生高温高压气体，通过喷管喷射出来，产生反作用力推动火箭运动。
- 容器结构：用于承载和保护火箭发动机和其他组件的器件，通常由轻量化的材料制成，如高强度合金或复合材料。
- 操纵系统：用于控制火箭的飞行姿态和轨迹，包括姿态控制推力装置、舵面、陀螺仪等。
- 燃料系统：供应燃料和氧化剂给火箭发动机，通常包括燃料和氧化剂的贮存装置、供给系统和喷射系统等。
- 电力系统：提供火箭所需的电能，用于操纵系统、通信系统、仪器测控等。
- 控制系统：包括自动控制和人工控制两种方式，用于监测和改变火箭状态，保证飞行安全和任务完成。
2. 火箭的推力是如何产生的？请简要描述推力产生的基本原理。
答：火箭的推力是通过燃烧燃料和氧化剂产生高温高压气体，并通过喷管喷射出来产生的。
推力产生的基本原理是根据牛顿第三定律，即作用力与反作用力大小相等、方向相反。
航天推进理论基础_西北工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
航天推进理论基础_西北工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.整体式固体火箭冲压发动机的关键技术之一是一次燃烧的燃气流量调节技术。
参考答案:正确2.离子推力器和霍尔推力器都需要中和器完成羽流中和功能。
参考答案:正确3.钡钨阴极和六硼化铼阴极是目前主要的电推力器中和器类型。
参考答案:正确4.在火箭发动机热力计算中，热力学数据是指比热、焓、熵等参数随温度的变化。
参考答案:正确5.常用的免费开源的热力计算软件是CHEMKIN.参考答案:错误6.在喷管流动过程中，产物热能转换为动能，转换过程中能量守恒但总焓不守恒。
参考答案:正确7.有关火箭发动机的喷气速度，下列描述正确的有：参考答案:火箭发动机的喷气速度就是喷管出口截面上燃气的流速。
8.液体火箭发动机再生冷却的特点有：参考答案:推力室结构质量大_热损失小_再生冷却推力室增加了推进剂供应系统的负担_对周围热影响小、发动机工作时间可以很长9.下列传热过程属于推力室再生冷却传热过程某环节的有：参考答案:高温燃气与推力室热壁之间的对流和辐射传热_推力室冷却通道与冷却液间的对流换热_冷却套外壁面与环境大气间的对流辐射10.燃气发生剂一般具有燃烧温度低、成气量小但燃烧残渣大的特点。
参考答案:错误11.影响火箭发动机推力的因素有：参考答案:喷管的质量流率_喷管的膨胀状态_发动机的工作高度12.推进剂燃烧产物的温度越高、平均分子量越小，则发动机的喷气速度越大。
参考答案:正确13.再生冷却是在推力室热壁的内表面采取的一种对流式冷却。
参考答案:错误14.贮箱增压系统的功能是为了保证推进剂贮箱内的压强维持在一定的水平。
参考答案:正确15.推进剂利用系统的功能是自动的进行推进剂组元混合比的调节，保证推进剂组元同时消耗完或者最小的剩余。
参考答案:正确16.根据吹除气源压力的高低，吹除系统可分为强吹和弱吹两大类。
参考答案:正确17.在热力计算中，1Kg推进剂总焓的国际制单位是：参考答案:千焦耳/公斤18.火箭发动机燃烧室热力计算遵循的基本原理有：参考答案:能量守恒原理_化学平衡原理_质量守恒原理19.对固体火箭发动机，将一维非定常内弹道计算方程组转化为一维准定常计算方程组的假设条件之一是：参考答案:燃气密度（推进剂密度）_装药通道横截面积的增量（装药通道横截面积）_装药通道内的燃气流速（当地声速）20.火箭推进剂的假定化学式：是把1kg推进剂看成是由基本元素组成的化合物的分子式。
固体推进剂火箭发动机的基本问题
上册
章节
固体推进剂性能
引言
有关固体推进剂性能的计算，是发展这一学科的一个重要的环节。对固体推进剂性能计算应比其他推进剂要精确些，因为其比冲只有300秒左右。比冲增大几秒便是可观的改进，这将影响到推进剂的选择。
混合比
固体推进剂可分为两类：（a）均质固体推进剂，这种推进剂不含有其尺寸大于分子尺寸的异质组分。均质推进剂通常在同一分子内即包括燃烧机和氧化剂。属于这种类型的纯物质成为推进剂的“基”。最普遍的均质推进机的基为硝化甘油和硝化棉。所谓单基推进剂的一个基（例如硝化棉），而绝大多数均质推进剂为双基的，即：含有硝化棉和硝化甘油。（b）异质固体推进剂为含有其尺寸大于大分子尺寸的异质组分的推进剂。我们本节所要研究的异质推进剂是复合推进剂，在称为粘结剂的塑性燃烧剂的基体中含有大的（大于大分子的）氧化剂（例如过氯酸铵）颗粒。
固体推进剂火箭发动机的基本问题（下册）
国防工业出版社F.A .威廉斯N.C.黄M.巴雷尔著
京固群译
章节
固体推进剂药柱的机械性能和应力分析
综述
固体推进剂药柱是粘弹物质制成的。推进剂要住的很多结构问题可通过采用无限小线性弹性范围的方法而得到解决，并有足够的精度。然而许多问题，例如与药柱下沉、加强的药柱、药柱流动（蠕变）及有限变形的药柱等有关的问题，其中粘弹概念是主要的。对几何形状复杂的药柱的应力分析，越来越多的数值计算方法正在开始采用粘弹方程，而当要求做精确的应力分析是，则必须考虑粘弹性。
粘弹性
实验结果表明，当应力值低于某一极限值（此极限值与所研究的物质有关）时，粘弹性态是近似线性的。在理论中采用这一假说，便大大简化了应力分析步骤。就线粘弹固体而言，在给定时间内由于阶跃函数应力所导致的应变是与应力值成正比的。这种粘弹响应的线性特征是布拉茨（B产物和组分
发动机设计复习整理
发动机设计复习整理⽕箭发动机设计复习提纲1．发动机总体参数有哪些？确定总体参数的依据是什么？固体⽕箭发动机详细设计步骤？总体参数：●总体结构形式的确定及主要结构材料的选择●推进剂的选择●装药型式●发动机直径和长径⽐的选择●燃烧室压⼒的选择●喷管膨胀⽐的选择总体参数的依据：1)发动机⽤途：发动机的⽤途主要指所⽤导弹的类型和级别2)性能指标：发动机总冲及其偏差，发动机⽐冲及其偏差，推⼒⽅案，发动机⼯作时间，推⼒控制，可靠性3)约束条件：总长，直径，质量，重⼼位臵，点⽕延迟时间，推⼒终⽌装臵的要求4)环境条件：贮存环境，运输环境，使⽤环境，飞⾏环境5)勤务处理及经济⽅⾯的要求详细设计涉及装药、内弹道、燃烧机理以及壳体受热、应⼒分析等等⼀系列设计、分析、计算过程。
整个计算过程包含着⼀系列的重叠和反复（与初步设计之间也存在反复）。
设计步骤：（1）推进剂热⼒计算：其⽬的是求得推进剂的热⼒学性质，为发动机性能预估中内弹道计算提供原始参数。
另外，有时还要求给出排出燃⽓的组成，作为考虑排⽓烟雾的依据。
（2）药柱设计：⼀般包含三个基本部分，⼏何形状设计、内弹道性能计算和结构完整性分析。
（3）燃烧稳定性分析：基于对不稳定燃烧机理的研究，配合先进的计算⽅法，⽬前对发动机内的燃烧稳定性可以进⾏预估性验算。
（4）发动机结构设计、受热及强度分析：包括燃烧室、喷管及点⽕器结构设计和发动机各部分的密封设计；⽽壳体和喷管设计则必然伴随着受热、选材、烧蚀及强度⽅⾯的考虑。
（5）流场分析。
2．由于发动机使⽤温度范围的不同会导致内弹道性能的不稳定，在结构上应采取什么措施？固体推进剂的燃速受初温影响⽐较严重，使⽤环境的温度不同，发动机内推进剂的燃速不同，从⽽导致发动机内弹道性能变化，此时可采⽤可更换喷管或可调喷管结构，改变喉部⾯积⼤⼩，与实际燃速相适应，以减⼩初温改变带来的影响。
3．弹道导弹发动机结构有何特点？（1）⼀般采⽤贴壁浇铸的内孔燃烧药柱，这样既可以实现⼤推⼒、长⼯作时间，达到射程远的⽬的；⼜解决了⼤尺⼨药柱的制造、⽀撑及室壁隔热问题。
航天推进理论基础_西北工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
航天推进理论基础_西北工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.航天推进系统，也称为：答案:航天发动机2.下列有关火箭发动机总冲的描述，正确的是：答案:总冲与等效喷气速度及推进剂装药量有关。
3.下列各参数中哪个参数是燃烧产物的输运参数？答案:产物的热传导系数4.固体火箭发动机燃烧室压强随时间的变化规律通常分为以下几个阶段：答案:压强上升段、稳定工作的平衡段和压强拖尾段。
5.在固体火箭发动机设计中，侵蚀燃烧常用的判断准则之一是：答案:喉通比J值准则6.液体火箭发动机再生冷却推力室的优点之一是：答案:热损失小、对其周围热影响小7.高超声速飞行器的机身与发动机高度一体化，而对高超声速飞行器进行受力计算时，算力体系划分的主要原则是：答案:算力不重不漏8.按照助推发动机与冲压发动机的集成方式，下列有关冲压发动机的分类，正确的是：答案:非整体式冲压发动机9.下列给出的各个电推力器中，属于电热式推力器的有：答案:电阻推力器10.下列给出的各个电推力器中，属于静电式推力器的有：答案:霍尔推力器11.对于液体单组元推进剂，要求具有：答案:良好的贮存性和高的稳定性良好的抗冲击、振动、摩擦能力良好的点火及分解性能成本低、与材料相容性好、毒性小等12.在下列有关对液体火箭发动机推力室工作过程主要特点的描述中，正确的有：答案:燃烧室内的推进剂流量强度高、燃烧组织困难燃烧室工作容积的热容强度大13.从气流的压缩形式上，冲压发动机超声速进气道可分为：答案:外压式进气道内压式进气道14.火箭组合冲压发动机（RBCC）的工作模态一般包括：答案:纯火箭模态超燃冲压模态亚燃冲压模态火箭引射模态15.组成霍尔推力器的主要基本部件有：放电通道外加磁场阴极中和器16.火箭飞行器的质量数的定义是火箭飞行器的消极质量与其初始质量之比。
答案:错误17.富燃料固体推进剂主要应用于固体火箭冲压发动机和固体燃料冲压发动机。
答案:正确18.临界温度是指气体能够液化的最低温度、而临界压强是指在临界温度下使气体液化的所需要的最大压强。
固体火箭发动机原理复习笔记
固体火箭发动机原理第一章绪论1.1绪论火箭发动机：自身携带燃料和氧化剂的喷气发动机（推进剂燃烧不需要依靠空气中的氧气）吸气发动机：自身只携带燃料，燃烧所需要的氧化剂需要吸收空气中的氧气，吸气发动机只能在大气层中工作。
固体火箭发动机（solid propellant rocket engine）:使用固体推进剂，燃料和氧化剂预先均匀混合液体火箭发动机（liquid propellant rocket engine）:使用液体推进剂（由液态燃料和液态氧化剂组成），常见的有单组元推进剂——肼，以及双组元推进剂——液氢和液氧1.2 固体火箭发动机的基本结构和特点固体火箭发动机的基本结构：固体推进剂装药、燃烧室、喷管、点火装置。
固体火箭发动机的类型：固体、液体、固液混合火箭发动机固体推进剂（是固体火箭发动机的能源和工质）种类：双基、复合、复合改双基推进剂装药方式：自由装填（通常需要挡药板使药柱固定）、贴壁浇注包覆层：用阻燃材料对装药的某些部位进行包覆，以控制燃烧面积变化规律燃烧室（是固体火箭发动机的主体，装药燃烧的工作室）特点：有一定的容积，且对高温高压气体具有承载能力材料：合金钢、铝合金、或玻璃纤维缠绕加树脂成型的玻璃钢结构形状：长圆筒型热防护法：在壳体内表面粘贴绝热层或采用喷涂法喷管（是火箭发动机的能量转换部件）拉瓦尔喷管：由收敛段、喉部、扩张段组成中小型火箭多采用锥形拉瓦尔喷管（收敛段和扩张段均为锥形）大型火箭一般使用特型拉瓦尔喷管（扩张段为双圆弧、抛物线等）喷管基本功能：1.通过控制喷管喉部面积大小以控制排出的燃气质量流率，以控制燃烧室内燃气压强2.利用先收敛后扩张的喷管结构使燃气由亚声速加速到超声速喉部材料：（喷喉处工作环境恶劣，常发生烧蚀或沉积现象），需采用耐高温耐冲刷的材料，石墨、钨渗铜等点火装置（提供足够的热量和建立一定的点火压强，使装药的全部燃烧表面瞬时点燃，尽早进入稳态燃烧）组成：电发火管+点火剂（烟火剂或黑火药）或点火发动机（尺寸较大的装药）固体火箭发动机的特点：优点：1.结构简单（固体火箭发动机最主要的优点）。
火箭发动机专业综合实验(2.4.3)--固体推进剂燃速与燃速测量习题答案
3. 固体推进剂燃速测量的方法有哪两大类？各有哪些主要的 方法？
固体推进剂静态燃速的测量方法有数十种，主要可归纳成如下两大类： 1）燃速仪法，其中包括靶线法、声发射法、透明窗法、光电法、密闭爆发器法
等； 2）发动机法，其中包括测压法、终止燃烧法、透明窗发动机法等 。
4. 介绍水下声发射法测量固体推进剂燃速的原理。
声发射法是是基于推进剂在燃烧过程中产生的声信号，利用固定在燃烧室 外壁上的声信号探头接受微弱的燃烧信号，并转换为电信号。当药条点火燃烧时 测试系统中主放大器输出的直流信号高于触发电平，打开主门，让时标信号通 过主门到计数电路进行计数，当药条燃完后，燃烧信号低于触发电平，关闭主 门，计数停止，从而得到燃烧时间。通过实验前测得的药条长度，就得到平均燃 速。
5. 固体推进剂燃速公式中的压强指数与燃烧稳定性能密切相 关，请详细推导并说明二者之间的内在关联。
m& p燃=速r p压Ab强r 指数m&体p =现r了p �燃Ab�速a�对p压cn 强dd变mp&c化p =的r敏p �感Ab�程n�度a�。pcn-1
m& N m& N
= =
CD m& p
pc
At CD
1. 固体推进剂的燃速有哪两种定义？
固体推进剂燃速的定义一般有两种 线性燃速 r：在单位时间内，推进剂燃面沿其法线方推进的位移。 质量燃速 mp ：在单位时间内单位燃面上沿燃面法线方向所烧掉的推进剂质 量。
2. 燃速的主要影响因素有哪些？
火箭发动机专业综合实验(2.1.3)--实验工质供给习题答案
1.减压器的降压原理是什么？减压器是一个局部阻力可以变化的节流元件，工作原理是利用气流的节流效应。
通过阀门节流，一部分压力势能转化为动能从而获得很高的流速，气流进入低压腔后产生涡流、摩擦和滞止，消耗大量动能使气流恢复不到初始压力，达到降压的效果。
2.什么是减压器的静态特性、静力特性、动力特性以及动态特性？减压器静态特性是减压器出口压力随入口压力变化的函数关系。
气体流量为零时的特性称为静力特性，气体流量不为零时的特性成为动力特性。
减压器出口压力随时间变化的特性称为减压器的动态特性。
3.什么是配气台？按调节要求来分类，减压器可分为哪三种类型？最常用的是其中的哪一种？配气台：根据供气要求对气体进行调节、控制和分配的配气设备按调节要求可分为定值减压阀（用于保证出口压力为定值）定差减压阀（用于保证进出口压力差不变）定比减压阀（用于保证进出口压力成比例）定值减压阀应用最广4.如果使用高压氮气瓶作为气源，给一个密闭钢筒冲放气，钢筒只有一个管路接口，请设计一个简单的供给系统。
5.什么是汽蚀？汽蚀文氏管中为什么会发生汽蚀？绘制典型工况下汽蚀文氏管内压强分布的示意图。
所谓汽蚀就是当液体压力低于当地温度下液体的饱和蒸汽压时，液体汽化出大量气泡的现象。
文氏管是先收敛后扩散的管子，典型的汽蚀文氏管结构如下图所示。
其中参数1代表入口，C代表喉部，2代表出口。
如果在其中流动的是液体，在进入文氏管后，由于流通截面逐渐减小，流速会逐渐增加，由于总压一定，静压会逐渐降低。
在喉部C的液体流速达到最大，静压将降到最小。
如果此时C处的静压低于当地温度下的液体饱和蒸汽压，就会发生汽化，产生液体蒸汽，发生汽蚀现象，形成气液两相流动。
若在工作时喉部截面以后产生稳定的汽蚀区，则称为汽蚀文氏管,其中的压强分布特征也如下图所示。
6.当汽蚀文氏管上游压强不变时，绘制文氏管流量随其出口压强变化的趋势示意图，并阐述其流量特性的内在机理。
汽蚀文氏管的流量特性如下图所示，其中纵坐标为流量，横坐标为出口压力，为发生充分汽蚀的临界出口压力点。
固体火箭发动机原理题库
固体火箭发动机原理题库
1.固体火箭发动机的主要组成部分不包括哪一项？
A. 燃烧室
B. 喷管
C. 点火装置
D. 液体燃料储箱
2.固体火箭发动机的推力主要来源于什么？
A. 燃烧室内燃料的化学反应
B. 发动机外部的空气动力
C. 发动机内部的机械能转化
D. 喷管内的气流加速
3.在固体火箭发动机中，燃料和氧化剂通常以什么形式存在？
A. 液态混合
B. 气态混合
C. 固态混合
D. 分层固态
4.固体火箭发动机的燃烧过程是怎样的？
A. 燃烧从发动机头部开始，向尾部推进
B. 燃烧从发动机尾部开始，向头部推进
C. 燃烧在整个燃料层内同时开始
D. 燃烧过程随机发生，无固定方向
5.固体火箭发动机的喷管主要作用是什么？
A. 增加发动机推力
B. 减小发动机推力
C. 使燃烧产生的高温高压气体膨胀加速，形成推力
D. 调节发动机的工作温度
6.固体火箭发动机相比液体火箭发动机的主要优势是什么？
A. 更高的比冲
B. 更复杂的结构
C. 更低的成本和维护要求
D. 更长的使用寿命
7.在固体火箭发动机的设计中，需要考虑的主要因素不包括哪一项？
A. 燃料的燃烧速度和稳定性
B. 喷管的形状和尺寸
C. 发动机的冷却系统
D. 燃料的液态化技术
8.固体火箭发动机在哪些领域有广泛应用？
A. 航空航天
B. 军事武器
C. 民用交通
D. 所有选项都是。
固体火箭发动机的结构设计
固体火箭发动机的结构设计首先是推进剂。
固体火箭发动机的推进剂一般采用固态燃料，其中主要成分是氧化剂和燃料。
氧化剂常用的有硝酸铵（AN）和高氯酸铵（HTPB），燃料常用的有铝粉、甲醇和己烷等。
推进剂的选择应根据任务需求和性能要求进行，并考虑安全性、稳定性和可靠性等因素。
其次是燃烧室。
燃烧室是推进剂燃烧的空间，它的设计需要考虑燃烧效率、压力和温度等因素。
燃烧室一般采用圆柱形，其内壁通常采用耐高温和耐腐蚀的材料，例如不锈钢或陶瓷材料，以保证燃烧室的工作寿命。
然后是喷管。
喷管是固体火箭发动机排放高温高压燃气的出口，其结构设计对于发动机的推力性能和效率影响较大。
喷管一般采用膨胀马赫数为2-3的衔接形状，以提高燃气的出口速度。
喷管的材料需要具有耐高温和耐腐蚀性能，并且需要考虑喷管的冷却问题，常见的冷却方式有内冷却和外冷却等。
最后是推进剂注入装置。
推进剂注入装置主要负责将推进剂输送到燃烧室中进行燃烧。
注入装置一般由推进剂储存器、进气阀门、控制系统等组成。
在设计时需要考虑推进剂的供给能力、工作可靠性和安全性等因素，并配备相应的控制系统，确保推进剂在燃烧室中的喷射量和速度的准确控制。
除了上述几个关键部分，固体火箭发动机的结构设计还需考虑整体的重量、尺寸和结构强度等因素。
例如，为了减轻整机重量，可以采用轻质材料制造发动机壳体，同时提高材料的强度；为了提高结构强度和耐振性能，可以采用复合材料或金属层合材料制造壳体，并进行合理的人工振动试验和计算分析。
总的来说，固体火箭发动机的结构设计需要综合考虑推进剂的选择、燃烧室、喷管以及推进剂注入装置等关键部分，以实现火箭的高效推力、稳定燃烧和可靠使用。
同时，还需要考虑发动机的重量、尺寸和结构强度等因素，以提高整体性能和安全性。
在实际应用中，还需要根据具体任务需求进行细化设计和实验验证。
三级固体火箭发动机
三级固体火箭发动机
三级固体火箭发动机是火箭发动机的一种，其特点是采用固体推进剂。
相比液体火箭发动机，固体火箭发动机具有结构简单、可靠性强、使用方便等优点。
在航天领域，三级固体火箭发动机被广泛应用于各种任务，如卫星发射、空间探测器推进等。
在三级固体火箭发动机中，每个级段都使用固体推进剂。
这些推进剂在燃烧室内迅速燃烧，产生高温高压气体，推动火箭向前飞行。
在燃烧过程中，气体通过喷管向外排放，产生推力。
相比液体火箭发动机，三级固体火箭发动机具有以下优点：
1.可靠性高：由于采用固体推进剂，三级固体火箭发动机具有较高的可靠性。
在发射前，技术人员可以对其进行全面的检测和测试，确保其正常工作。
此外，由于结构简单，故障率较低，也提高了其可靠性。
2.使用方便：固体火箭发动机具有简单的结构，不需要像液体火箭发动机那样进行燃料加注、泵送等复杂过程。
这使得使用固体火箭发动机更加方便快捷。
3.成本低廉：由于结构简单、使用方便，三级固体火箭发动机的成本相对较低。
这使得它在一些低成本任务中更具优势。
然而，三级固体火箭发动机也存在一些缺点。
例如，其推力一般比液体火箭发动机小，且无法进行推力调节。
这使得它在一些需要大推力或精确推进的任务中可能不太适用。
总的来说，三级固体火箭发动机是一种重要的航天动力装置，具
有广泛的应用前景。
火箭推进原理考试试题
火箭推进原理考试试题一、选择题（每题 5 分，共 30 分）1、以下哪种推进剂组合常用于液体火箭发动机？（）A 液氧液氢B 液氧煤油C 以上都是2、火箭发动机的推力大小主要取决于（）A 推进剂燃烧速度B 喷管出口面积C 燃烧室内压力3、固体火箭发动机的优点是（）A 结构简单B 可靠性高C 以上都是4、火箭飞行过程中，克服地球引力所需要的能量主要来自于（）A 推进剂的化学能B 火箭的动能C 火箭的势能5、以下哪种喷管形状能够提高火箭发动机的效率？（）A 钟形喷管B 拉瓦尔喷管C 收缩喷管6、火箭发动机的比冲量反映了（）A 推进剂的利用效率B 发动机的推力大小C 火箭的飞行速度二、填空题（每题 5 分，共 20 分）1、火箭推进的基本原理是利用推进剂燃烧产生的（）高速喷出，从而产生反作用力推动火箭前进。
2、液体火箭发动机通常由（）、燃烧室和喷管等部分组成。
3、影响火箭发动机性能的主要因素有推进剂的种类、（）和喷管设计等。
4、常见的火箭推进剂有液体推进剂和（）两大类。
三、简答题（每题 10 分，共 30 分）1、简述液体火箭发动机和固体火箭发动机的工作原理及各自的特点。
液体火箭发动机工作原理：液体火箭发动机通过将液体推进剂（如液氧和液氢、液氧和煤油等）泵入燃烧室，在燃烧室内进行燃烧，产生高温高压气体，然后通过喷管高速喷出，产生推力。
特点：推力可调、比冲较高、可多次启动，但结构复杂，成本较高。
固体火箭发动机工作原理：固体火箭发动机的推进剂预先装填在发动机内，点火后在燃烧室中迅速燃烧，产生高温高压气体，通过喷管高速喷出产生推力。
特点：结构简单、可靠性高、使用方便，但推力不可调，比冲相对较低，一次性使用。
2、解释什么是火箭发动机的比冲，并说明其重要性。
比冲是指火箭发动机单位质量的推进剂所产生的冲量。
比冲是衡量火箭发动机性能的重要指标，它反映了推进剂能量利用的效率。
比冲高意味着相同质量的推进剂能够产生更大的推力和更长的工作时间，从而使火箭能够携带更多的有效载荷或者飞得更远。
火箭发动机试验与性能评估试题考核试卷
D.火箭速度
4.火箭发动机推力的大小主要取决于（）
A.发动机的燃烧温度
B.发动机的燃烧压力
C.推进剂的流量
D.发动机的质量
5.下列哪种试验可以评估火箭发动机的燃烧效率（）
A.热效率试验
B.推力试验
C.燃烧室压力试验
D.燃烧产物成分分析
6.火箭发动机推力与燃烧室压力的比值称为（）
A.比冲
B.效率
火箭发动机试验与性能评估试题考核试卷
考生姓名：__________答题日期：__________得分：__________判卷人：__________
一、单项选择题（本题共20小题，每小题1分，共20分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1.火箭发动机试验中最常用的推进剂组合是（）
13. ABC
14. ABC
15. ABC
16. ABC
17. ABC
18. ABC
19. ABC
20. ABCD
三、填空题
1.动力
2.速度/流速
3.理论燃烧热/化学能
4.推力/燃烧室压力
5.比冲/推力系数
6.长时间运行试验/跌落试验
7.泵/压力容器
8.结构损坏/燃烧不稳定
9.收敛-扩张型/直管型
10.隔热材料/金属材料
A.液氢/液氧
B.煤油/液氧
C.固体燃料/液体氧化剂
D.液态甲烷/液氧
2.火箭发动机的比冲是指（）
A.发动机推力与耗燃料质量的比值
B.发动机推力与耗燃料流量的比值
C.发动机推力与耗燃料时间的比值
D.发动机推力与燃料燃烧温度的比值
3.以下哪个因素不会影响火箭发动机的性能（）
固体火箭发动机设计复习题
田辉
Beijing Univ. of Aero. and Astro., Beijing, 100083, China
第一章 总体设计
画简图说明固体火箭发动机的典 型结构。 固体火箭发动机的质量比是什么？ 什么是质量比冲？ 固体火箭发动机总体设计的任务 是什么？ 请写出齐奥尔科夫斯基公式。 举出两种实现单室双推力的方案。 什么是最佳长径比？
第四章 喷管设计
喷管设计主要包括几个部分？ 喷管热防护材料分为哪两种？ 什么是可延伸出口锥？ 可调节喷管（带有梨形体）的调节原 理？如何计算？ 推力向量控制装置分为几类，举出几 种典型的推力矢量控制装置以及对轴 向推力的影响？
第五章 点火装置设计
什么是发动机的点火延迟时间和药柱 点火延迟期，影响药柱点火延迟期的 因素有哪些？ 什么是发动机的点火压强峰？影响因 素有哪些？ 电发火管的构造？什么是电发火管的 最小发火电流和最大安全电流？ 点火药的种类及其比较。 为什么要采用点火发动机？通常采用 的点火发动机药柱具有什么特点？
第二章 药柱设计
什么是肉厚分数？ 什么是装填密度、装填分数、体积装 填分数？ 星形装药燃面变化规律与几何参数的 关系？ 单根管状装药的设计过程？如何计算？ 什么是线性粘弹性？ 什么是时温等效原理？
பைடு நூலகம்
第三章 燃烧室设计
固体火箭发动机燃烧室的主要组成部分和 功用。 发动机燃烧室壳体受到的载荷有哪些？ 发动机燃烧室金属壳体应力分析的过程？ 连接处力的平衡方程和变形协调方程是什 么？ 什么是网格理论？并利用网格理论对单一 螺旋缠绕和螺旋加环向缠绕进行应力分析。 内绝热层的炭化率的大小对绝热层的影响？
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1. 画简图说明固体火箭发动机的典型结构
参考书中的发动机图吧
2. 固体火箭发动机的质量比是什么？什么是质量比冲？
质量比：推进剂质量与发动机初始质量的比。
质量比冲：单位发动机质量所能产生的冲量。
3. 固体火箭发动机总体设计的任务是什么？
依据导弹总体提出的技术要求，选择并确定发动机总体设计方案，计算发动机性能，确定发动机主要设计参数、结构形式和主要结构材料，固体推进剂类别和药柱形式等。
在此基础上提出发动机各部件的具体设计要求。
4.请写出齐奥尔科夫斯基公式
式vm 中为导弹理想飞行速度，Is 为发动机比冲，mp 为药柱质量，mm 为发动机结构质量，ml 为导弹载荷量（除发动机以外的一切质量）
5.举出两种实现单室双推力的方案
（1）不改变喷管喉径，采用不同燃速的两种推进剂药柱，这两种药柱可前后放置，也可同心并列放置。
前者推力比受燃速比的限制较小，后者较大。
（2）不改变喷管喉径，采用一种推进剂的两种药形，通过燃面变化实现双推力。
该方法简单易行，但推力比调节范围较小。
（3）采用不同燃速的推进剂和不同药形，即同时用调节燃速和燃面的方法实现双推力。
该方法有较大的灵活性，推力比调节范围宽，实际应用较为广泛。
（4）采用可调喷管改变推力大小，可得到较宽的推力比调节范围，但结构复杂。
6.什么是最佳长径比？
最佳长径比——对应最佳直径的长径比
第二章
7. 什么是肉厚分数？
8.什么是装填密度、装填分数、体积装填分数？
ln 1p m s m L m v I m m ⎛⎫=+ ⎪+⎝⎭
9.星形装药燃面变化规律与几何参数的关系？
参考2-2节，P49
10.单根管状装药的设计过程？如何计算？
参考2-4节，P64
11.什么是线性粘弹性？
指当应力值低于某一极限值时，粘弹性态是近似线性的，即在给定的时间内，由阶跃应力所导致的应变与应力值成正比。
12.什么是时温等效原理？
各种温度条件下所获得的松弛模量（或其他力学性能数据），可以通过时间标度的适当移动而叠加；这也就是说，材料性能随温度的变化关系可以用改变时间标度相应地（等效）表示出来。
反过来，材料性能依赖于时间的变化，也可以靠改变温度条件相应地表示出来。
这种关系就叫做时-温等效原理
第三章
13.固体火箭发动机燃烧室的主要组成部分和功用。
对于贴壁浇铸推进剂药柱的燃烧室，通常由壳体、内绝热层和衬层组成；对于自由装填药柱的燃烧室，一般由壳体、内绝热层和挡药板组成。
壳体主要承受内压作用。
由于壳体还是弹体外壳的一部分，所以还要承受外载荷的作用。
内绝热层用来对壳体内壁进行热防护。
衬层的作用是防止界面间的分子迁移，使浇铸的药柱与内绝热层粘结更牢，并缓和药柱与内绝热层之间的应力传递。
挡药板用于防止自由装填的药柱的运动。
14.发动机燃烧室壳体受到的载荷有哪些？
分为内载荷、外载荷和连接载荷。
内载荷与发动机的工作有关，可分为静态和动态两种静内载：由燃气产生的内压、轴向推力和推力偏斜、惯性力以及温度梯度引起的热应力。
动内载：由点火冲击、内压瞬变、不稳定燃烧和推力终止引起的载荷
外载荷：发动机在贮存、运输、勤务处理、发射和飞行过程中，壳体会受到的各种外界静、动载荷
连接载荷：发动机上的辅助装置以及与壳体相连接的零、部件等对壳体作用的载荷
15.发动机燃烧室金属壳体应力分析的过程？连接处力的平衡方程和变形协调方程是什么？参考3-3节，P92
16.什么是网格理论？并利用网格理论对单一螺旋缠绕和螺旋加环向缠绕进行应力分析。
参考3-6节，P110
17.内绝热层的炭化率的大小对绝热层的影响？
参考3-7节，P114
第四章喷管设计
4.1喷管设计主要包括哪几个部分？
气动设计：确定喷管内型面，以便热能以最大可能转化为动能；
热防护设计：选择烧蚀和绝热材料，确定厚度和结构，以保持工作中的喷管型面，并使支撑结构温度在允许范围内；
结构设计：即喷管支撑结构设计，将各个部分组成整体并承受热之外的全部内外载荷；
4.2喷管热防护材料分为哪两种？
（耐）烧蚀材料：石墨、难熔金属、碳/碳复合材料、陶瓷和陶瓷复合材料，用于喉衬、收敛段和扩张段的燃气边界层。
绝热材料：用于喉衬的背壁和烧蚀层背壁的绝热层。
4.3什么是可延伸出口锥？
可延伸出口锥是将大扩张比的的喷管分成2~3节，最小的一节像普通喷管一样与收敛段和喉衬连接在一起，为固定出口锥；其余的收藏在固定出口锥的周围，为可延伸出口锥。
使用时有作动机构延伸出去使得扩张比变大。
4.4可调节喷管（带有梨形体）的调节原理是什么？如何计算？
可调喷管的收敛段、喉部和扩张段由喷管壳体内壁和调节锥体外壁组成，二者所形成的最小面积即为喉部面积，通过调节锥体位置可以改变喉部面积，进而改变流动过程，达到改变推力的功能。
锥体位置及喉部面积之间的关系为（推导过程详见P133）：
(
)
1 12
2
tan
sin2
R
x R Rα
α⎫⎪⎪
⎝⎭
=-+
X——锥体位置R1——喷管壳体最小截面半径R2——锥形体最大半径
α——喷管扩张角At——可调喷管真实喉部面积
4.5推力向量控制装置分为几类？举出几种典型的推力矢量控制装置以及对轴向推力的影响。
分为机械类（固定喷管、可动喷管和辅助发动机）和流体喷射类（液体二次喷射和气体二次喷射）。
对于轴向推力的影响详见P137表4-4。
第五章
5.1什么是发动机的点火延迟时间和药柱点火延迟期？影响药柱点火延迟期的因素有那些？
点火延迟时间t di：从点火讯号或指令给出的时刻起，到初始压强Pi建立止期间所对应的时间。
除另有要求，可按照连续上升至0.3MPa计。
药柱点火延迟期t ign：从电发火管通电到发动机燃烧室压强达到额定工作压强值的75~80%（此时认为药柱被点燃了）之间的时间。
5.2什么是发动机的点火压强峰？影响因素有哪些？
点火压强峰是发动机点火时产生的压强急升，可达为平衡压强的1~5倍。
影响因素：
✧点火药量过多、点火药燃烧产物中气相成分较多、点火药燃速高或者药粒小会使
压力峰升高；
✧药柱初温高，点火加热期加长，压力峰越高；
✧燃烧室自由容积越小，喷管破裂压强越大，压力峰越高；
✧推进剂组分，复合推进剂的压力峰一般比双基药低。
5.3电发火管的构造？什么是电发火管的最小发火电流和最大安全电流？
最简单的电发火管是由电桥丝、热敏火药、防潮保护漆和引线四部分组成的。
最大安全电流：以大小不变的直流电流，给电发火管在无限长时间中通电，100%不发火的电流称为“最大安全电流”。
最小安全电流：在规定时间内使该批电发火管100%发火的最小直流电流。
I=（注意式子中K B为最大值）
B
5.4点火药的种类及其比较。
5.5为什么要用点火发动机？通常采用的点火发动机药柱具有什么特点？
大型火箭发动机的点火如果采用点火药盒的话，所需点火药的质量也很大，在点火的时候会产生很大的振动和冲击，甚至引起发动机的破坏。
为了有效安全地点火，使用点火发动机。
由于点火发动机工作时间很短，一般采用大燃面小肉厚的药柱型面（如车轮型），同时装药燃速很高，使药柱不至于过于薄而难以制造。