湿式独立自排导垂直发射技术研究

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1、2011年第2期导弹与航天运载技术No．22011总第312朗MTSSILESANDsPAcEVEHIcLEssumN0012文章编号：1004-7182(2011)02．0029．06湿式独立自排导垂直发射技术研究马艳丽，姜毅，王伟臣，刘伯伟，颜凤(北京理工大学宇航学院，北京，100081)摘要：湿式独立自排导垂直发射技术在发射过程中可能会存在发射筒内压力过高的问题，就不同结构参数的湿式独立自排导垂直发射装置进行数值计算，并采用动网格对内外筒间距为17mm及单筒发射的导弹发射过程进行数值研究和分析。计算中考虑水的汽化效应，采用Mixture两相流计算模型求解气液两相流场，网格更新方法采用域

2、动分层法。结果表明，内外筒间距越小，燃气的排导越受限制，筒内的压力越大；喷管出口与后盖部的距离越小，筒内压力越大：底部加导流锥对于降低后盖上的压力作用明显，计算结果与试验符合较好。关键词：湿式独立自排导；约束状态；两相流；动网格中图分类号：TJ762文献标识码：AResearchontheWet—typeConcentricCanisterLauncherMaYanli，JiangYi，WangWeichen，LiuBowei，YanFeng(SchoolofAerospaceEngineering，BeijinglnstituteofTechn0109y，Beijing，100081)Ab

3、stract：Tbstudytlleoverhighpressureinthecanisterduringthewe卜typecanistermissilevenical1aunching，t11ewet·typeconcentriccanisterlaunchersofV撕ousstructurepar啪etersarecalculatednumerically．Thelaunc

4、lingprocessoftheconcentriccanisterwittl17mmspacebetweentIleinsideaIldoutsideandsingle-canisterareanalyzedn

5、umericaIlywith也edynamicupdatemethod．ConsideringtheeffectofwaterVaporization，thenowfieldofVaporandliquidisresolVedbyMixtuI弓modelofdual-phaseflow．ThezonemoVinganddynarlliclayingmetllodwasadoptedinthemeshesupdate．TheresultindicatesthatthesmallerspacebetWeenmeinsideandoutsideormedistancebetweennozzlean

6、drearcoVer，thebiggerpressureinttlecaIlister，柚dtheguidingconeinthebottomcaIIobViouslydecreaset11epressureonmerearcoVer．Therefore，thecalculationresuItaccordswithmeexperimentwell．Keywords：wet-typeconcentriccanisterlauncher；Restrictingcondition；Dua】-phase；DynaIllicmesh0引言独立自排导垂直发射装置最严重的问题是发射过程中筒内的温度过高。

7、姜刻1】和何朝别引等对同心筒发射装置的燃气排导进行了优化设计，提出了一些降低发射过程中导弹表面温度的措施。根据结构设计来降低独立自排导垂直发射装置的导弹表面温度效果不明显，并且需要对发射装置进行改造。水的热容较大，液态水的汽化对高温高速燃气射流有较明显的降温作用【3】，湿式独立自排导垂直发射装置【4J是在发射筒底部设置水室，在导弹点火的同时或提前一段时间开始射出水。发射时高温燃气与液态水相互作用，产生燃气一蒸汽混合气体，达到降低筒内温度的目的。湿式独立自排导垂直发射装置的液态水汽化会使筒内气体增多，压力增大，研究湿式独立自排导垂直发射装置的结构参数对筒内及导弹表面压力的影响是有必要的。本文就

8、湿式独立自排导垂直发射装置进行了数值计算，计算中使用了Fluent软件。采用Mixture两相流计算模型求解气液两相流场，研究了约束状态下不同的内外筒间距、不同的导弹发动机喷口与后盖的距离、底部加不加导流锥等因素下筒内压力及温度的变化情况。并对单筒和17Im内外筒间隙的工况进行了发射过程数值计算，网格更新方法采用域动分层法，实现了气液两相流场和导弹运动的耦合求解。1物理模型1．1水的汽化模型燃气射流直接冲到水