膏体火箭发动机作为化学火箭推进技术的一个新的发展方向,兼顾了固体和液体火箭发动机的优点,具有独特的性能优势,在航空航天领域具有广阔的应用前景,引起了业界人士广泛的关注。本文针对多脉冲膏体火箭发动机工作特性开展了以下研究工作。(1)采用膏体推进剂Carreau本构模型,结合商业软件,对膏体火箭发动机工作时,膏体推进剂在供给系统的挤压下流过多孔喷头进入燃烧室的流动过程进行了仿真研究,分析了在相同挤压压强作用下膏体推进剂流过不同的多孔喷头的流动特性。仿真结果表明:在流场两端压差较低时,膏体推进剂出口流速随压差增加呈指数增长趋势;当压差较高时,膏体推进剂出口流速随压差增加呈直线增长趋势;在这两段之间存在一个过渡阶段。对于多孔喷头的流动情况,膏体推进剂在过渡阶段出现在极短的压差范围内流速急剧升高的流速突跃现象,且多孔喷头的通孔分布越密集、孔径越大,发生流速突跃现象所需的压差就越小。(2)设计、搭建了一套多脉冲膏体火箭发动机点火试验系统。基于连续反应理论设计了一种防回火装置,在控制系统作用下,实现了多脉冲膏体火箭发动机脉冲工作时间与脉冲间隔可调。详细介绍了点火试验系统的总布局以及各子系统的功能及特点,并对关键部件与关键参数进行了计算。利用设计的点火试验系统进行了膏体推进剂供给试验及多脉冲工作模拟试验,在试验过程中该系统的各部件工作正常、各项性能均满足了使用要求,能够进行进一步的点火试验。(3)对多脉冲膏体火箭发动机内弹道特性进行了仿真研究,并进行了点火试验。燃烧室瞬态压强测试结果显示,膏体火箭发动机在不同质量流率下点火建压过程有较大差异。针对膏体火箭发动机点火过程随质量流率的升高而缩短的现象,提出并验证了膏体推进剂的弹性效应是影响发动机点火性能的主要因素。进行了多脉冲点火试验,结果表明质量流率越高的工作情况,膏体火箭发动机的工作特性越理想。