某小型固体火箭发动机内弹道数值仿真探究

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Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｉｄｒｏｃｋｅｔｅｎｇｉｎｅ：ｉｎｔｅｒｉｏｒｂａｌｌｉｓｔｉｃｓ：ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
０引言
固体火箭 ห้องสมุดไป่ตู้ 动机是固体推进剂火箭发动机的简称，主要由燃
中图分类号：ＴＮ９５７
文献标识码：Ｂ
ＴＫ、ｅＳｅａｒＣ１ｎ０Ｉｎｌ ● ｎｔＪｅｎ● ０ｒ１Ｄａ儿１１ｌ ● ＳｎＪ ● ＣＳｎｌｕｎｅｎ● Ｃａｌ１Ｓｌ ● ｍｌＵ１ａｎＪ ● ０ｎ１ｎ０ｒａＳｍａ儿１１
量的比重较小，点火过程对内弹道性能的影响几乎可以忽略不计；而小型固体火箭发动机为了达到可靠的点火压力，因此点火药占总装药质量分数较大，点火药对内弹道性能的影响不容忽视：但
ｈａｍｂｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｉＳａｃｑｕｉｒｅｄ．Ｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｕｓｉｎｇｍａｔｌａｂｓｏｆｔｗａｒｅ．ＴｈｅｔｉｍｅｃｕｒｖｅｏｆＣＯｍｂｕｓｔｉｏｎｃｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｃｕｒｖｅ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｔｈａｔｔｈｅｉｒｖａｒｉａｔｉｏｎｒｕｌｅｓａｒｅｃｏｎｓｉｓｔｅｎｔ．Ｓｏｔｈｅｖａｌｕａｂｌｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｏｐｔｉｍａｌｄｅｓｉｇｎｏｆｒｏｃｋｅｔｅｎｇｉｎｅａｒｅｐｒｏｖｉ — ｄｅｄ．
５ｍ３，尺寸介于常规固体火箭发动机与微型火箭发动机之间。主装药量少，发动机工作时间短，产生的推力较小。
（２）点火药量比重大。一般固体火箭发动机点火药量占总药
烧室壳体、固体推进剂装药、喷管和点火装置等几部分组成。它与其它反作用式喷气推进动力装置相比，零部件的数量最少，除部分发动机安装推力矢量控制装置以外，没有任何活动和转动部件，其结构简单，串联部件少，工作可靠性高。由于自身特点，被广泛的应用于火箭弹、导弹和探空火箭的发动机，以及航天器发射和飞机起飞的助推发动机。目前，研究固体火箭发动机的工作一般采用两种方法，即实验法和数值仿真。采用实验法比较费时和费力，因此在
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＮｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｉＳｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｆｏｒｉｎｔｅｒｉｏｒｂａｌｌｉｓｔｉｃｏｆａｓｍａｌ１ｓｏｌｉｄｒｏｃｋｅｔｍｏｔｏｒ．Ｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｓｏｌｉｄｒｏｃｋｅｔｍｏｔｏｒｉｓｄｒａｗｎ．Ｉｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｅｑｕ — ａｔｉｏｎｓａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｆｉｒｓｔ — ｏｒｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｑｕａｔｉｏｎｓａｒｅｓｏｌｖｅｄｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙｂｙ
ｓｏｌｉｄｒｏｃｋｅｔｅｎｇｉｎｅ
ＷｕＳｈｕ￣＇ｕ，ＷｕＸｉａｏｚｈｏｎｇ，ＷａｎｇＸｉｎｐｉｎｇ
（１．Ｎｏ．７１６８７ＵｎｉｔｏｆｔｈｅＰＬＡ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ，４５３０００，Ｃｈｉｎａ：２．ＡｒｍｙＡｖｉａｔｉｏｎｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ，１０１１２３，Ｃｈｉｎａ）
２０．３
设计与研发
某小型固体火箭发动机内弹道数值仿真探究
吴蜀豫，吴晓中，王新平（１．中国人民解放军７１６８７部队，河南新乡，４５３０００；２．陆军航空兵学院，北京，１０１１２３）
摘要：针对某小型固体火箭发动机的内弹道进行数值仿真研究。绘制固体火箭发动机的物理模型，分析其结构特点，建立简化
的基本方程组，运用ｍａｔｌａｂ软件对一阶微分方程组进行数值求解，得到燃烧室压力随时间变化曲线。通过与试验曲线相比较，发现它们的变化规律相吻合，从而为火箭发动机的优化设计提供有价值的参考。
关键词：火箭发动机；内弹道；数值仿真