固体燃料火箭发动机学习笔记

固体火箭发动机的基本结构：点火装置、燃烧室、装药、喷嘴构成。

固体火箭发动机的工作与空气无关

常见的推进剂有：1.双基推进剂（双基药）

2.复合推进剂（复合药）

3.复合改进双基推进剂（改进双基药）

直接装填！

形式：

自由装填：药柱直接放在燃料室

贴壁浇筑：把燃料直接和燃烧室粘贴在一起（液体发动机发射前现场加注推进剂）固体火箭一旦制造完成即处于待发状态

经过压身或浇注后形成的一定结构形式的装药我们叫他装药或者药柱

药柱的燃烧面积在燃烧过程中随时间变化必须满足一定的规律

完成特定任务所需要的。

装药面积的燃烧规律决定了发动机压强和推力面积的发展规律。

为了满足上述规律需要对装药的表面用阻燃层进行包裹，来控制燃烧面积变化规律。

药柱可以是：当根、多根，也可事实圆孔药，心孔药

燃烧室是一个高压容器！

装药燃烧的工作室。

燃烧时要求要求：

容积、对高温（2000-3000K）高压气体(十几到几十兆帕)的承载能力

与高温燃气直接接触的壳体表面需要采用适当的隔热措施

高温高压燃气的出口

作用：

1.控制燃气流出量保持燃烧室内足够压强。

2.使燃气加速膨胀，形成超声速气流，产生推动火箭前进的反作用推力。

部件作用：进行能量转化

工艺特点：

形状：先收拢后扩张的拉瓦尔喷灌，由收敛段、头部、扩张段、

中小型火箭，锥形喷管（节省成本和时间）

工作时间长、推力大、质量流速大采用高速推进剂的大型火箭采用特制喷管（收敛段和和直线段的母线可能不是直线可能是抛物线双圆弧）仔细设计型面，提高效率

作用：使燃气的流动能够从亚声速加速到超声速流

喉部环境十分恶略，烧蚀沉积现象影响性能（改变喉部尺寸改变性能）。

其他内表面采用其他相应的防护措施。短时间不用采用喉衬！

点火装置！！

电发火管+点火药装在盒子里

大型发动机（直径比较粗长度比较长）用小发动机点燃，点火发动机

可靠性最低的部件

要求：

战术火箭（-40度-55度都能点燃）点火药量选择很重要

充气后再打开喷嘴

能量转化过程1:推进剂部分化学能-燃烧产物热能

能量转化过程2. 燃烧产物热能-射流的动能（喷管完成）能量转化过程3. 射流动能-（直接反作用力）-飞行器动能

固体燃料发动机本质是：能量转换装置！

固体火箭发动机的工作过程是复杂的，装药燃烧与燃气流动的复杂过程相互作用的过程！！

燃烧与流动是固体火箭发动机所要解决的基本问题

那些流动现象及其作用：

燃烧产物的流动是燃烧的直接结果

没有流动会造成发动机爆炸！！！

适当的流动状态是燃烧得以稳定燃烧的条件。

传热是维持燃烧的基本因素

传热的基本作用是气相固相的对流热换，且有燃气流动直接作用

凝聚相即固相。压强降低燃烧速度也会降低。

设计时保证燃料室压强高于临界压强

平行于装药表面流速增大时有侵蚀效应

新物质不断加入流动

喷管是出口影响燃烧室状态

喉部面积是重点！！

内流场！除喷嘴口

课程意义