硬质隔板双脉冲发动机内流场仿真研究

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1、2015年第3期航空兵器2015No．32015年6月AEROWEAPONRYJun．2015硬质隔板双脉冲发动机内流场仿真研究白涛涛，莫展，张跃峰，房雷，孙振华，王虎干，(1．中国空空导弹研究院，南洛阳471009；2．航空制导武器航空科技重点实验室，河南洛阳471009)摘要：基于脉冲隔板总开孔面积一定的情况下，研究了不同级间开孔形式对一脉冲壳体绝热层烧蚀和流动损失的影响，对带硬质隔板的双脉冲发动机进行了内流场数值计算。结果表明：隔板背壁区涡流会加重绝热层烧蚀，燃气再附着点附近烧蚀情况最严重；改变开孔形状和布局对隔板流动损失影响不大，但优化开孔倒角设计可改善隔板孔流通能力；减小

2、隔板外缘孔径并加开隔板中心孔能有效减轻绝热层烧蚀。关键词：固体火箭发动机；双脉冲；硬质隔板；流场；数值模拟中图分类号：V435文献标识码：A文章编号：1673—5048(2015)03—0051—03TheSimulationStudyofInnerFlowFieldforDual·PulseSolidRocketMotorwithRigridClapboardBaiTaotao，MoZhan，ZhangYuefeng，FangLei，SunZhenhua，WangHugan’(1．ChinaAirbornMissileAcademy，Luoyang471009，China；2．A

3、viationKeyLaboratoryofScienceandTechnologyonAirborneGuidedWeapons，Luoyang471009，China)Abstract：Studyingontheinfluenceofdifferentinterstagep0rtsontheablationoffirst—pulse’Sinsu—latorandflowlossunderthesametotalareaofinterstagepoas，thenumericalsimulationofinnerflowfieldisappliedtodual-pulsesolid

4、rocketmotorwithrigridclapboard．Theresultsshowthatthebackwardeddyscanenhancetheablationofinsulator，andthereisthewontablationatreattachmentpoint．Thechangeoftheshapeandpositionofinterstagep0rtshavelittleeffectontheflowlossofclapboard，buttheoptimaldesigncanimprovetheintakecapacityofinterstagepoas．

5、Reducingthediameterofouterportsandin—creasingcentralportcanweakenablationeffectively．Keywords：solidrocketmotor；dual—pulse；rigridclapboard；flowfield；numericalsimulation压性能和打开j生能，而且要考虑到点火装置布局、发0引言动机热防护和流动损失的影响，一旦隔板设计不导弹采用双脉冲发动机具有射程更大、末端合理，很容易造成发动机壳体的热防护失效一]。速度更高和机动性更强等优势卜。常见的双脉冲本文针对某双脉冲固体火箭发动机，在

6、总开发动机多为隔板式，隔板又分为硬隔板和软隔板孔面积一定时对硬质隔板采用不同开孔形状和布两种引。在研究硬质隔板的过程中发现，设计级间局情况下的内流场进行了数值计算，分析了其对隔板开孔布局、形状和大小时不但要考虑隔板承发动机绝热层烧蚀和流动损失的影响。1物理模型与计算方法收稿日期：2015—03—20基金项目：国家自然科学基金资助项目(11402283)1．1物理模型作者简介：白涛涛(1983一)，男，河南洛阳人，硕士研究1．1．1双脉冲发动机物理模型生，研究方向是固体火箭发动机仿真。本文涉及的双脉冲发动机物理模型如图1所·52·航空兵器2015年第3期示，具体由以下几部分组成：一脉

7、冲、第1点火装计算获得。置、隔板结构、二脉冲、第2点火装置和喷管。1．2．3离散相控制方程颗粒相连续方程：Np=f．npdA=eonst式中：。为颗粒流速垂直于流道的分量。图1双脉冲发动机模型颗粒相动量方程：dup1．1．2隔板结构模型-FD(“一)本文涉及的三种隔板几何模型如图2所示。三种隔板结构的总开孔面积相等，开孔形式和布局方式有所不同，其中结构A在隔板上开了8个周式中：F。(—u)为单位粒子质量的拖曳力；u为向均布的等面积花瓣形孔；结构B在隔板上开了粒子相速度