美国多举措确保固体火箭发动机工业能力

<正>固体火箭发动机作为航天运载与导弹武器的关键部件在国防科技工业中占据重要的地位和作用,美国国防部始终高度重视维护固体火箭发动机的工业基础健康与弹性。为解决日益突出的集中垄断问题,维持市场竞争态势,近年来美国政府采取了加强行业监管、强化风险管理、出资扩大产能等一系列举措,以维护固体火箭发动机工业能力,保障导弹和太空发射能力发展。     

固体火箭发动机技术

固体火箭发动机是使用固体推进剂的化学火箭发动机。固体火箭发动机与液体火箭发动机相比较,具有结构简单,推进剂密度大,推进剂可以储存在燃烧室中常备待用和操纵方便可靠等优点。固体火箭发动机比冲小(250～300秒),工作时间短,加速度大,因而推力不易控制、重复起动困难、不利于载人飞行,主要用作火箭弹、导弹和探空火箭的发动机,以及航天器发射和飞机起飞的助推发动机。一、发展概况固体火箭起源于中国,宋初已出现以黑火药为能源的固体火箭发动机。最早是1161年宋金之战中的“霹雳炮”。元、明两代出现了火箭束和两级火箭雏型,例如“火龙出…     

固体火箭推进技术的发展

本文介绍了固体火箭推进技术的发展趋势;对于战略导弹发动机,主要是提高发动机性能,使导弹小型化,能在汽车上、火车上或飞机上机动发射,对于防空导弹发动机,主要是发展推力可控技术和无烟推进剂,使导弹能对付高速、高机动的目标,并使发射场和导弹本身不被烟雾暴露;对于运载火箭助推器和小型运载火箭发动机,主要是降低成本和提高可靠性。固体火箭推进技术应用于国民经济建设,也是其发展的一个重要方面。     

液体火箭发动机技术

液体火箭发动机是采用液体推进剂的火箭发动机的简称,属于使用液体推进剂的化学火箭发动机。液体推进剂由输送系统送到发动机泵前,经泵加压后进入发动机推力室进行燃烧穴双组元推进剂雪或分解穴单组元推进剂雪,将推进剂的化学能变为热能,产生高温高压燃气,通过推力室喷管膨胀,将热能变为动能,以高速方式从喷管内向外喷出,产生反作用力--推力,为火箭飞行提供所需的动力。液体火箭发动机的优点是比冲高(250～500秒),推力范围大(单台推力在1克力～700吨力)、能反复起动、能控制推力大小、工作时间较长等。液体火箭发动机主要用作航天器发射、姿…     

基于多方法协作优化方法的非壅塞式固体火箭冲压发动机导弹一体化优化设计

固体火箭冲压发动机和导弹性能相互之间紧密耦合。从导弹总体方案设计阶段引入一体化设计思想,能充分发挥和协调好固体火箭冲压发动机和导弹的性能,提高了导弹的总体设计水平。采用基于遗传算法、Powell法和模式搜索法的多方法协作优化方法进行了以非壅塞式固体火箭冲压发动机为动力的导弹总体一体化优化设计。算例表明,采用该多方法协作优化方法进行一体化优化设计,可以协调导弹的总体参数,提高导弹的总体性能。     

火箭技术

一、前言第二次世界大战末期,作为现代武器出现的导弹对以后科学技术的发展产生了巨大的影响。特别是德国研制的弹道导弹V2火箭,无论在理论上还是在技术上都达到了预期目的,预示了战后导弹时代的到来。以人造卫星为出发点,阿波罗计划、宇宙飞船、继而宇宙开发计划都是以V2技术为基础的。火箭的最大特点是,不仅能够在大气层工作,在宇宙空间也能够工作。V2是采用以液氧和酒精为推进剂的液体火箭发动机。液氧温度极低,使用困难,用于     

“三线”变前线的航天固体动力“摇篮”

＂国之重器＂导弹离不开强大的＂心脏＂——固体火箭发动机。地处塞外高原的中国航天科工六院不仅是我国第一个固体火箭发动机研制,生产和试验基地、中国固体火箭发动机的＂摇篮＂,而且是一个用智慧、汗水和血水,成功研制出数十种型号和配方的战术、战略、宇航用固体火箭发动机,创造了中国航天固体动力事业无数个＂第一＂的功勋基地。     

变推力固体火箭发动机战术导弹弹道优化研究

在给定发射初始条件、目标逃逸方式及控制律条件下进行了导弹性能仿真,给出了采用变推力固体火箭发动机的战术导弹最大发射弹目距离和变推力固体火箭发动机二级推力所对应的关系,形成了仿真条件下的变推力发动机控制律,丰富了采用变推力发动机的导弹制导律设计维数,并分析了发动机二级推力调节对弹道设计的影响,对采用变推力固体火箭发动机的导弹弹道优化设计具有一定的指导意义。     

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。     

导弹固体火箭发动机贮存寿命预测方法研究

为更准确地预测导弹固体火箭发动机贮存寿命,提出将Monte Carlo随机有限元法与RBF神经网络相结合,对固体发动机贮存寿命进行预测。对固体火箭发动机的结构可靠性利用Monte Carlo随机有限元法开展了不确定性分析,以此获得药柱的结构可靠性指标;基于RBF神经网络对固体发动机可靠性下降趋势进行预测,进而预测出导弹固体发动机寿命。     

外界环境和二次燃烧对喷管射流影响研究

为了研究外界环境变化以及二次燃烧现象对固体火箭发动机喷管射流流场结构的影响,采用四阶Runge-Kutta时间推进法及三阶MUSCL空间离散格式,建立了二维轴对称固体火箭发动机喷管燃气射流数值模型。在与文献结果对比验证的基础上,分析了不同海拔高度与马赫数以及二次燃烧现象对固体火箭发动机喷管自由射流结构的影响,获得了燃气射流马赫数场、温度场、组分云图分布以及轴线温度变化曲线。数值结果表明:随着海拔高度的升高,射流对外界的扰动区域变大,最大马赫数升高;随着外界气流马赫数的增加,燃气射流波节数减少,对外界环境的作用范围减小;另外,二次燃烧的发生会使得射流核心区域温度显著增加,激波与喷管轴线的交点位置向后推移。     

固体导弹最大射程评定方法研究

本文提出了一种基于固体火箭发动机性能散布分析的固体导弹最大射程评定方法,将系统辨识、性能散布分析和统计分析有机结合,实用性强,对固体导弹试验鉴定技术研究具有重要意义。     

一种固体导弹最大射程评定方法

本文提出了一种基于固体火箭发动机性能散布分析的固体导弹最大射程评定方法，将系统辨识、性能散布分析和统计分析有机结合，实用性强，对固体导弹试验鉴定技术研究具有重要意义。     

挺直的脊梁──中国航天科工集团公司六院发展纪实

在中国航天研究院的序列中,有一个老资格的新兵,它就是１９９９年８月挂牌的、地处内蒙古的航天科工集团公司六院。 三十五年来,六院入研制出的固体火箭发动机作为长征一号末级火箭把我国第一颗人造卫星东方红一号推上了预定轨道：卫星制动发动机门次应用于返回式卫星,返回成功率 １００％：两级固体导弹发动机,为我国潜艇发射的战略导弹提供了可靠的动力;新一代陆基战略导弹两级固体发动机“参军”入伍,在五十周年国庆大阅兵中接受了党和人民的检阅：ＥＰＫＭ固体火箭上面级,两次参与发射外星,为长征火箭打入国际市场拓宽了新渠道…     

燃烧室-喷管流场数值解

本文用时间相关法计算了固体火箭发动机燃烧室─喷管亚跨声速流场数值解,控制方程用ＭａｃＣｏｒｍａｃｋ二步显格式：边界点参数用物理边界条件和参考平面上的特征方程计算。计算表明,达到收敛的数值积分步数比纯喷管的跨声速计算要多得多。虽然喷管壁上和轴线上的马赫数分布与纯喷管计算类似,但喷管中的等马赫线分布与纯喷管计算的结果［３］相差较远。     

固体发动机后效对导弹分离性能的影响分析

对固体火箭发动机后效推力进行了分析和计算。采用经典流体力学发动机内弹道计算理论,运用等熵膨胀条件所得的燃烧室压强变化模型,预测发动机超临界压强后效冲量变化规律,给出临界压强以下的后效冲量预测模型。更精确地获取固体发动机后效对导弹分离前后的冲量影响,明确导弹分离的一些基本参数要求,确定固体发动机结束工作后所需的分离速度。     

高斯伪谱法在变推力导弹弹道优化中的应用

为实现对可变推力固体火箭发动机推进剂的充分利用,以近程导弹拦截目标为特定研究场景,在推进剂质量给定的情况下采用Gauss伪谱法进行弹道优化设计。该方法采用变推力控制,选用固体火箭发动机实现推力可调,由比例导引给出制导指令,研究Gauss伪谱法在变推力导弹弹道优化中的应用方法,最终得到目标函数及约束条件下的比例导引变推力优化方案。仿真结果表明了高斯伪谱法应用于可变推力导弹弹道优化设计的有效性,同时与传统发动机方案下的弹道进行对比,表明了变推力控制在导弹弹道性能上的优越性。     

基于采样点局部密度的径向基函数核宽度确定方法及其在装备设计中的应用范例

固体火箭发动机是导弹的核心系统,为了提高固体火箭发动机的设计效率,将代理模型技术引入发动机的装药设计中.为在径向基代理模型中得到较好的近似能力,分析了径向基函数核宽度的物理意义及其对近似能力的影响,指出已有直接确定方法的不足.提出一种样本点的局部密度的计算方法,并基于采样点局部密度提出了一种核宽度的直接确定方法.数值实验验证了该方法在样本点均匀分布和非均匀分布的情况下均可以得到很好的近似效果.最后将改进的序列近似优化方法用于固体火箭发动机装药设计中,有效提高了发动机的设计效率.     

固体火箭发动机“无损探伤检测”

固体火箭发动机作为一种推进器,在导弹武器装备和航空、航天领域被广泛应用。然而,发动机的内部情况和使用寿命如何?由于缺乏必要的检测手段,长期以来,人们只能凭借经验和厂家规定的使用年限保守地判定使用寿命。日前,在海军航空工程学院无损探伤检测中心,笔者看到了目前国内唯一能对固体火箭发动机进行整体无损探伤检测的最大的一台自动化检测设备,在目击了“无损探伤检测”的全过程后,惊叹不已!     

火箭导弹异同何在？

近段时间以来,东亚成为航天试验场,“火箭发射”‘导弹实验”成了热词。那么火箭就是导弹吗？火箭和导弹到底有什么异同？二者的联系又是怎样的？为此本刊记者采访了国防大学战役教研部教授、军事专家李伟。澄清五大概念问：请问到底什么是火箭？什么是导弹？答：什么是火箭？火箭是指用火箭发动机推进的飞行器。所谓火箭发动机,足指完全依靠自身携带的能源和工质（燃烧剂和氧化剂）,不使用外界介质（空气）进行工作的动力装置。