某些化合物对HTPB复合推进剂燃速压力指数的影响

本文研究了某些化合物对端羟基聚丁二烯(HTPB)复合固体推进剂燃速压力指数的影响。实验发现,硫化镉是一种较好的降低HTPB复合固体推进剂燃速压力指数的添加剂。当硫化镉与其它燃速催化剂混合使用时,在提高推进剂燃速的同时,仍能达到较大幅度降低燃速压力指数的目的。最后应用差热分析方法对硫化镉的作用机理作了初步的探讨。     

丁羟复合推进剂侵蚀燃烧特性的实验研究

本文介绍了双试片法与中止多试片法测定丁羟复合推进剂侵蚀函数的结果,以及当推进剂燃速不同时、流经燃烧面燃气成份不同时对侵蚀特性的影响.试验结果表明,基本成份相同的推进剂,燃速慢的比燃速快的推进剂侵蚀严重;燃气温度高、固体微粒多比燃气温度低、固体微粒少的推进剂侵蚀严重.并将所得结果进行p-t曲线的计算,再将计算结果与试验发动机实测的p-t曲线进行比较. 对试验结果进行了初步分析.     

NEPE类推进剂燃烧模拟

在分析、研究硝胺和AP CMDB推进剂燃烧模型的基础上,结合NEPE类推进剂的配方和燃烧性能特点,建立了NEPE类推进剂燃烧的物理模型,并进行了燃速和压强指数的理论计算。结果表明,几乎100%的计算结果都在实验值的±10%范围内。这说明所建立的模型基本合理,编制的NEPE类推进剂燃速计算程序基本可行。     

“761”探空火箭推进剂的研制

根据“761”探空火箭设计提出的高燃速推进剂要求,本文进行了提高端羧基聚丁二烯推进剂燃速和其他性能的研究。本文提出:在端羧基聚丁二烯推进剂基础配方中加入Fe_3O_4燃速催化剂,并在推进剂药柱轴向嵌入长银丝,可以大幅度地提高燃速,并保证了其他性能。实验结果表明:这种推进剂的燃速可达40毫米/秒左右,燃烧性能及其他性能稳定可靠,满足“761”探空火箭的各项要求,也可以应用于其他端面燃烧的火箭发动机中。     

嵌银丝贫氧推进剂燃烧特性

采用试验发动机法 ,对嵌银丝铝镁贫氧推进剂的燃烧特性进行了研究 ,得到了低压下嵌银丝铝镁贫氧推进剂的燃烧规律 ,研究了银丝直径和贫氧推进剂配方对嵌银丝发动机燃速的影响。结果表明 ,嵌银丝贫氧推进剂的燃烧过程由初始工作段、稳定工作段和结束段组成 ;采用较粗的银丝 (0 3mm和0 4mm)可以显著提高贫氧推进剂的燃速 ;提高贫氧推进剂的基础燃速也是提高嵌银丝贫氧推进剂燃速的有效方法之一。     

非壅塞固体火箭冲压发动机及其贫氧推进剂

研究了非壅塞固体火箭冲压发动机的工作特性。研制出了能量高、燃速高、燃速压强指数高、低压燃烧性能好的铝镁贫氧推进剂配方。采用连管式试验与数值分析相结合的方法 ,对非壅塞固体火箭冲压发动机性能进行了系统的研究     

固体火箭冲压发动机的工作特性分析

通过数值计算 ,分析了燃气流量固定的壅塞式固体火箭冲压发动机、等空燃比工作的固体火箭冲压发动机和非壅塞固体火箭冲压发动机的高度特性和速度特性。结果表明 ,当导弹的飞行高度和速度变化时 ,燃气流量固定的壅塞式固体火箭冲压发动机性能变化最大 ,燃速压强指数为 1 0的非壅塞固体火箭冲压发动机的性能基本实现了等空燃比调节。贫氧推进剂的燃速压强指数越高 ,非壅塞固体火箭冲压发动机燃气流量的自适应调节能力越强。     

基于改进差分进化算法的内弹道参数优化

火炮内弹道参数直接影响其计算结果,内弹道参数优化设计是内弹道分析计算的重要环节。基于经典内弹道计算模型,以火药内弹道计算中最为敏感的燃速指数及其燃速系数为设计参量,以最大膛压及弹丸初速的计算值与测试值一致性为目标,对差分进化算法群体的初始化、变异因子及变异模式进行了改进,对某型火炮的内弹道参数进行了优化计算。优化设计结果表明改进后的差分进化算法满足内弹道设计工程实践要求,为内弹道参数优化设计提供了一种有效的算法。     

流量连续可调火箭发动机极度富燃燃烧特性

以气氧/煤油作为推进剂对火箭发动机进行流量连续调节试验,研究火箭发动机连续变工况过程中的燃烧特性。火箭发动机通过可调气蚀文氏管连续调节煤油流量。试验在富燃工况(混合比0.405~0.690)下成功点火,并实现了混合比、燃气总流量连续调节。试验发现流量连续调节过程中,当混合比小于0.535时,燃烧室压力随煤油流量减小而增大;当混合比大于0.535时,燃烧室压力随煤油流量减小而减小。同时,特征速度和燃烧效率随混合比增大而增大,并且混合比小于0.535时特征速度、燃烧效率增大的速率大于混合比大于0.535时的速率。研究表明推进剂流量与燃烧效率同时影响燃烧室压力。当混合比小于0.535时,燃烧效率的影响占优;混合比大于0.535时,推进剂流量影响占优。     

复合固体推进剂颗粒填充模型及其统计特性分析

复合固体推进剂属于高填充比颗粒类复合材料,氧化剂和金属颗粒在基体中的随机分布使其在细观尺度具有非均质的特点。从细观尺度研究固体推进剂燃烧及力学性能时,必须考虑颗粒级配、空间分布和种类等因素的影响。采用分子动力学方法,以硝酸酯增塑聚醚高能复合固体推进剂为研究对象,将固体颗粒模型化为球形,生成其在基体内随机分布的颗粒填充模型。利用Monte-Carlo算法模拟计算颗粒填充模型细观结构的两点概率函数,并研究了颗粒填充体积分数、尺寸与级配等参数对其的影响规律。从统计意义上给出具有各态历经性、统计均匀性和各向同性特点的颗粒填充构型最小周期性代表体元尺寸,可有效减小后续研究的计算量,节约计算成本。所构建的推进剂细观几何构型及对最小周期性代表体元尺寸的计算为后续开展复合固体推进剂细观尺度燃烧、燃面处铝团聚及力学性能数值研究奠定了基础。     

动压气浮自由转子陀螺仪测速特性的研究

本文是有关动压气浮自由转子陀螺仪的跟踪速率特性的实验总结报告。介绍了实验时仪表的安装及实验方法,用以测定动压气浮自由转子陀螺仪的最大跟踪速率及最小敏感速率。并由此测量仪表的某些系数及估算误差系数。     

点火瞬态过程对复合固体推进剂力学响应特性的影响

根据一个有效的非线性粘弹模型,导出复合固体推进剂微分形式本构方程和应变速率关系式。分析表明点火瞬态过程中压强与推进剂应变、升压速率与推进剂应变速率之间呈线性关系,线性系数均为推进剂初始模量。     

火箭-双燃烧室冲压组合循环发动机概念研究

临近空间高超声速飞行器近年来获得了广泛关注,本文提出一种以基于火箭发动机和双燃烧室冲压发动机的多模态火箭-双燃烧室冲压组合循环发动机作为飞行器的动力系统,并进行了性能分析研究。该飞行器在海拔10 km左右高度以0.8马赫的速度投放,在重力和发动机推力的联合作用下,能够在海拔5～8 km处加速到2马赫;然后加速爬升进入临近空间,发动机工作在引射亚燃或者双燃烧室亚燃模态下。可以根据实际选择高推重比、较低推进剂比冲效率的引射亚燃模态,或是较低推重比、高推进剂比冲效率的双燃烧室亚燃模态。最终飞行器加速到6马赫(26 km),进入双燃室超燃模态。针对空中发射模式和地面发射模式进行了轨道优化,仿真结果表明:在加速爬升到6马赫(26 km)的过程中,空中发射模式相比较地面发射模式可以节省37%的推进剂;空中发射模式存在一个负的最优初始飞行角度使得剩余质量与初始质量的比值达到最大。     

热电池激活过程倒灌电流影响因素研究北大核心

热电池因具有能量密度高、使用温度范围宽、耐瞬间大脉冲能力强、激活时间短、储存寿命长等优点被广泛用于各种战术武器中。热电池输出端作为与导弹对接的电气接口,其激活过程中倒灌电流的大小将直接影响弹上电子设备工作的可靠性。为了解热电池激活过程中倒灌电流变化规律,对其影响因素进行了研究。通过研究表明,倒灌电流大小与电池堆并联数量、引燃条燃速、加热片燃速、极片面积大小、电解质熔融速度、电池堆单体电池串联数量、电发火头激活方式、线阻大小及弹上负载功率大小有关。该结论为导弹电气系统的安全、可靠供电电路设计提供了有力支撑。     

大功率柴油机喷油提前角对缸内燃烧过程的影响

针对某型大功率柴油机,采用试验和计算流体力学（CFD）仿真相结合的方法,研究了大功率柴油机在不同喷油提前角下的燃烧特性,着重分析了缸内最大爆发压力、峰值角、最大压力升高率、燃烧始点等参数的变化趋势,同时对缸内速度场、燃空当量比分布和温度场的变化进行研究,得出喷油提前角的变化对预混合滞燃期的改变是影响柴油机燃烧过程的主要因素,随着喷油提前角的增大,滞燃期内可燃混合气增多,缸内最大爆发压力、最大压力升高率和缸内最高温度随之升高。     

高能硝胺推进剂的压强指数分析

从高能硝胺推进剂配方组成入手 ,深入研究了各组分参数的变化对该推进剂燃烧性能的影响 ,认为 :高硝胺 ( HMX或 RDX)含量和高硝酸酯增塑剂含量是高能硝胺推进剂 ( NEPE)高压强指数的根本原因。同时指出该类推进剂的燃烧性能的调节将不再仅仅局限于硝胺的催化 ,而应针对硝胺和硝酸酯及 AP的特殊作用进行综合调节     

区域参考光栅法用于潜水器结构监测的温度补偿研究

针对潜水器结构健康检测系统中光纤光栅应变传感器的应变与温度的交叉敏感问题,提出了一种区域参考光栅温度补偿法。首先,理论分析了光纤光栅的应变与温度交叉敏感机理,并给出了区域参考光栅法模型;然后,针对潜水器结构特点给出选用传感器结构,并用标准计量设备标定其灵敏度系数,同时用统计法实测出结构中各测点的热膨胀灵敏度系数;最后,设计了一套63单元的监测系统,并布设于潜水器结构上,结合潜水器的一次水下作业进行温度补偿试验。结果表明:经过温度补偿后,各应变传感器的测量值与深度具有严格的线性关系,线性度大于0.98;水深为0时,测量值在0点附近很小范围内波动,说明温度补偿效果较好,能有效解决潜水器结构健康监测系统中的应变与温度交叉敏感问题。     

围压下固体推进剂的破坏机理分析

贴壁浇筑的固体发动机推进剂药柱在点火状态下处于三向围压状态,而环向承受拉应变,亟待对围压下推进剂的破坏机理展开研究。基于自研的围压加载试验系统,通过开展推进剂在不同围压、温度和应变率下的单轴拉伸试验来研究围压、温度和应变率的耦合作用对推进剂力学行为的影响。针对围压下推进剂的力学响应特征,通过细观力学仿真进一步研究围压下推进剂的破坏形式,同时借助电镜扫描试验分析推进剂试样断面的形貌特征,通过试验和仿真相结合的手段分析了围压下推进剂的破坏机理。研究结果表明,围压下推进剂的损伤界面显著减少,且随着围压载荷的逐渐增加,推进剂的损伤形式从以颗粒脱湿为主转变为以颗粒破碎为主。     

考虑NEPE推进剂力学性能拉压不对称性的装药结构完整性分析

为研究NEPE推进剂拉压不对称性对其装药结构完整性的影响,构建了考虑拉压不对称性的推进剂含损伤非线性本构模型,提出一种考虑拉压不对称性的装药结构完整性评估方法,并对轴向和横向联合过载作用下NEPE推进剂药柱进行了结构完整性分析。结果表明：在轴向和横向联合过载作用下,NEPE推进剂药柱处于拉压共存状态,且药柱的拉伸和压缩区域与推进剂本构模型无关;推进剂的拉压不对称性对其力学响应有一定的影响,考虑拉压不对称性的最大等效应变为1.54,介于分别由拉伸本构计算得到的应变0.193和压缩本构计算得到的应变0.100之间。考虑拉压不对称性的安全系数为5.68,大于未考虑时的安全系数1.73和4.98,传统的结构完整性评估方法较为保守。     

过氯酸铵 (AP) 爆燃的模拟

本文提出一个描述AP爆燃的物理化学模型,并计算了AP晶粒在10～800大气压下的爆燃速度、压力指数、燃面温度等参数值,计算结果和T.L. Boggs等人的实验结果相符文中提出AP爆燃过程中,在低压和高压下,可能存在着两种不同的凝聚相反应机理,并用以解释Boggs的实验现象。此外,本文还提出了一种描述绝热体系中,预混火焰燃烧时的化学反应速度表示式和计算方法,使气相温度梯度及热传导的计算简单合理,这也是本模拟研究取得成功的因素之一。