脉冲发动机陶瓷隔板的设计和试验研究

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1、中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn#脉冲发动机陶瓷隔板的设计和试验研究12*王长辉，刘亚冰（1.北京航空航天大学宇航学院，北京100191；52.北京航空航天大学宇航学院）摘要：提出了陶瓷隔板及其组件的设计方法，对陶瓷隔板结构进行应力计算，得到了符合工作要求的陶瓷隔板结构形式。对有无刻痕的两个陶瓷隔板进行了耐压和破碎试验，并对试验结果进行了分析。研究表明，采用可切削加工玻璃陶瓷材料设计的等厚度圆拱形隔板具有凸10侧耐压高不易破碎，凹侧耐压低易破碎的特点，满足脉冲发动机隔板使用要求。隔板拱顶和隔板与预紧

2、压盖接触边界附近为应力较大区域。有刻痕隔板虽未完全按刻痕破碎，但刻痕减小了隔板碎片形状和尺寸的随机性，有助于形成规则的破口形状。关键词：脉冲发动机；陶瓷隔板；多次启动；实验中图分类号：V43515StationaryNumericalSimulationofFlowSeparationandSideLoadinNozzle12WANGChanghui,LIUYabing(1.SchoolofAstronautics,BeihangUniversity,Beijing100191;202.SchoolofAstronautics,

3、BeihangUniversity,Beijing100191)Abstract:Designmethodsforceramicportcoveranditsassemblewerepresented.Stressanalysisforceramicportcoverwasperformed.Ceramicportcoverstructurefulfilledtheworkingrequirementswasproposed.Highpressureenduranceexperimentssimulatingthefirstpu

4、lseandbrakingupexperimentssimulatingthesecondpulsewerecarriedoutontwoceramicportcovers25withandwithoutnotches,andtheexperimentaldatawereanalyzed.Itisshownthatdome-shapedceramicportcovermanufacturedbymachinableglassceramicwithstandshighpressuretowardsitsconvexside,but

5、isfrangibletowardsitsconcaveside.Thedesignedceramicportcoversmeetthepulsemotorrequirements.Centreoftheceramicportcoverdomeandtheedgelinebetweenceramicportcoveranditspre-tighteningparthasmuchlargerstress.Althoughtheceramicport30coverdoesnotbrokenupintofragmentsalongth

6、enotchesabsolutely,shapeandsizerandomicityoffragmentsisreducedduetonotchesanditishelpfultoproduceregularbulkheadhole.Keywords:Pulsemotor;Ceramicportcover;Restart;Experiment0引言35固体火箭发动机具有结构简单、维护方便、安全性和可靠性高等优点，是导弹武器的主要动力形式。但相对其它动力系统，固体火箭发动机的能量可控性差，这极大地制约了导弹武器性能的进一步提高。一

7、般的固体火箭发动机一次点火工作直至燃烧结束，采用一级固体发动机的空对空或地对空导弹，其发动机通常只在导弹的前1/2或1/3射程内工作，在飞行总射程的后1/2甚至2/3，导弹是无动力飞行的，发动机关机时导弹速度越高，射程越大。40然而，导弹的阻力与飞行速度的平方成正比，在速度达到最大后阻力很大，无动力飞行时导弹必然很快减速，以至在弹道的末端难以再进行较大的机动。而如果采用多级发动机分离的形式无疑又增大了导弹武器的复杂程度，降低了可靠性。在固体发动机上实现多次点火，把原有的连续推力分配成多段，并控制各段推力的大小、持续时间和时间间隔

8、，可显著改善固体发动机能量可控性差的缺点，极大地提高导弹武器的性能。采用多次点火技术的固体发动45机称之为脉冲固体发动机，相对常规固体发动机，脉冲发动机具有平均比冲大、射程远、突防能力强以及末段可推力矢量控制等优势，可望替代一般的单室双推力发动机成为新一代导基金