大后翼固体发动机内流场数值分析

来源 :中国宇航学会固体火箭推进专业委员会第二十一届年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong478
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本文对大后翼固体发动机三维定常流场进行了数值计算,对计算结果进行了分析.数值计算采用三维定常Navier-Stokes方程,结合二方程k-ε湍流模型,用有限体积法及MacCormark显式预测-校正格式进行了数值求解.
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ACIS是目前最好的三维几何造型内核之一。针对利用商业三维CAD软件进行固体火箭发动机装药设计遇到的问题,本文通过在ACIS平台上实践,提出了解决方法。最后以星槽管型装药为例介绍在该平台上进行装药设计的整个过程,不仅实现了交互式任意装药的设计,而且在计算精度和计算速度方面达到了工程应用的要求。
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为了使缠绕壳体与接头接触区域接触应力分布均匀或降低应力集中,提出了接头与壳体接触区的形状为凹面的方案,并用复合材料层合壳理论通过应力分析对该方案进行了证明。结果表明,凹面形状的方案将降低应力集中,改善封头受力状态,从而可以减少该区域缠绕壳体补强层的厚度或减少缠绕壳体的厚度。最后,以某具体发动机的后接头结构为例,通过数值模拟进一步说明了凹面接头的有效性。
某管状装药发动机,采用端面限燃内外壁恒面燃烧的装药结构,发动机总体根据药柱强度计算的结果,要求点火装置必须同时点燃发动机药柱的内外燃面。针对发动机装药结构的特点,点火装置药盒采用了中心为篓式药盒、外侧为环形药盒,两药盒之间为并联结构的双药盒结构,以实现同时点燃药柱内外燃面的目的。该结构的点火装置经过单项试验及地面试车的考核,满足了发动机总体的设计要求。
喷管的扩张环垂直度会使固体火箭发动机产生推力偏心。从理论上详细分析了此种推力偏心产生的原因,在三维Navier-Stokes方程基础上,采用基于Van Leer格式的矢通量分裂算法,对某锥形喷管流场进行了数值计算,归纳总结了喷管扩张环垂直度对推力偏心的影响程度及其量值范围。用六分力试验系统对某喷管扩张环垂直度缺陷的发动机进行点火测试,试验结果与理论分析较吻合,验证了理论分析的正确性。最后总结出影响
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介绍了EPDM/硅橡胶共混绝热材料的研究进展,研究了橡胶品种、共混比例和增容剂对共混橡胶性能的影响。结果表明,通过添加增容剂可有效改善共混橡胶的混溶效果。
采用纯沥青复合增密的方法制备了炭布网胎叠层针刺C/C复合材料,通过对该材料与T705石墨和另外2种C/C材料(以下简称A、B型)的力学、热物理及烧蚀性能的测试分析,确定了该C/C材料是一种优良的低成本化固体火箭发动机喉衬材料。