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.     

液体推进剂爆炸冲击波数值计算及实验误差分析

液体推进剂爆炸危害后果的精确计算需要对爆炸当量进行精确估算,实验测量存在高成本、高风险的缺点,而数值计算成本低、时间快、可重复性强,因而成为爆炸冲击波危害性研究的一种重要手段。基于爆炸相似律,利用LS-DYNA有限元软件对开放空间N_2O_4/UDMH爆炸模型进行了数值计算,研究了液体推进剂爆炸冲击波在无限空气域的传播规律。通过仿真值和实验值的对比分析,将引起实验误差的主要原因总结为测量点布置高度、测量装置加固情况和推进剂混合不均匀,并给出了相应的建议。     

在落锤冲击试验机上进行的隔振器振动参数识别

以具有非线性刚度的大型钢丝绳隔振器为例,介绍了它在专用振动试验机上进行的振动试验和在落锤试验机上进行模拟“给定初始位移下的自由振动”试验和“零落高冲击”试验,并将所得的结果进行了分析比较.比较结果表明,落锤试验机上的试验结果与专用试验机上相应振幅下的振动试验结果基本一致.     

液体推进剂爆炸火球热传递参数的试验测量技术

介绍了液体推进剂爆炸火球的内部温度,辐射温升和辐射热流密度的试验测量方法,试验测量的计算机数据采集系统,并给出了５０ｋｇ,１００ｋｇ,３００ｋｇ液体推进剂（Ｎ２Ｏ４／ＵＤＭＨ）爆炸火球的热传递参数的部分测量结果。     

进气道角度对含硼推进剂固冲发动机性能的影响

为了提高含硼推进剂固体火箭冲压发动机内硼颗粒的燃烧效率,采用颗粒轨道模型进行了补燃室两相流的数值模拟,其中硼颗粒的点火和燃烧模型采用的是King模型,建立了发动机补燃室内简单反应流模型,在该模型下研究了进气道的位置对非壅塞固体火箭冲压发动机燃烧效率的影响,并在此基础上进行直连式试验研究.结果表明,后进气道角度为60°时的燃烧效率比90°时高.     

航天器推进系统模块化建模方法

为了研究由复杂增压气路和推进剂供应管路组成的航天器推进系统的动力学问题,基于AMESim软件平台,构建了模块化、可扩展的航天器推进系统仿真模型UPSSim.模型中,增压气路采用分段集中参数模型,推进剂供应管路采用分布参数模型,并考虑了系统各组件与环境的换热.对某型轨控发动机的变轨过程进行了仿真,UPSSim能准确模拟该发动机变轨过程中系统参数的变化,计算结果与设计性能参数、飞行遥测数据吻合较好.仿真结果表明,本文所采用的模块化建模与仿真方法适用于复杂管网的建模,在航天器推进系统仿真建模与仿真领域具有较好的应用前景.     

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     

模拟油罐油气混合物爆炸实验与数值仿真研究

对模拟油罐内油气混合物爆炸冲击波特性进行了研究.在直径为1 m的模拟油罐中进行了油气混合物爆炸模拟实验,建立了模拟油罐油气混合物爆炸的数值仿真模型,并借助大型商业软件Fluent6.2完成了数值仿真研究.数值仿真结果与实验值较为吻合.模拟实验和数值仿真研究的结果表明:油气体积分数、罐内初始温度等决定模拟油罐油气混合物爆炸压力的大小.油罐内爆炸压力波的振荡特性对金属油罐结构来说是有害的.     

固体推进剂能量特性优化设计

本文在最小自由能法精确计算固体火箭推进剂能量特性程序的基础上,运用模式搜索优化方法,编制了电子计算机程序,用该程序能算出已知组分在最高比冲或最高特征速度下的最佳配方。优化计算结果和图象法(或精确计算)所得的结果是一致的。这证明固体推进剂能量特性的优化设计是成功的,为固体推进剂配方设计提供了一种有效的计算方法。     

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。     

地空导弹对地面的附带损伤问题研究

研究了地空导弹爆炸时战斗部破片对地面人员附带损伤的问题,选取了破片对人体的杀伤准则,通过分析破片的空中运动特性,对导弹战斗部爆炸时的破片飞散规律进行了探讨,建立了破片散布的数学模型,并在典型的给定计算条件下进行了仿真分析.仿真结果表明,地空导弹在不同高度爆炸时,可计算出对地面人员的有效杀伤破片数量、破片杀伤面积和平均密度以及导弹的安全高度.     

材料性能对固体发动机结构完整性的影响

基于描述粘弹性材料特性的Burgers模型的本构关系以及基于该本构关系下的有限元方法 ,根据温度载荷和内压载荷的特点 ,分别建立了分析某固体发动机材料性能参数对结构完整性影响的有限元模型。应用MSC/NAS TRAN结构分析软件 ,详细分析了在温度和内压载荷作用下固体发动机材料性能参数对结构完整性的影响。在温度载荷的作用下 ,主要影响结构完整性的是推进剂的泊松比与热膨胀系数 ;在内压载荷作用下 ,主要影响结构完整性的是包覆层和推进剂的泊松比以及推进剂的初始模量。所得的结论可为固体发动机的生产设计提供参考     

基于内角流动的板式表面张力贮箱内推进剂流动过程研究

分析了在微重力环境下,板式表面张力贮箱内推进剂的流动和定位过程.利用VOF方法对贮箱内推进剂的重定位过程进行了仿真计算,验证了贮箱及PMD的推进剂管理性能.用数学方法分析了液体在导流板的内角流动,用解析计算的方法求出流动过程中液面的长度,并和仿真计算结果进行了对比.因为实际的贮箱模型比较复杂,仿真计算结果和理论计算结果存在一定的误差,但其流动趋势保持一致.本文的工作能够为内角流动的研究提供有益的参考.     

基于能量耗散的药柱粘弹性累积损伤

基于不可逆能量耗散的损伤变量定义方法和动态线粘弹性理论,建立了固体推进剂累积损伤模型,利用不同拉伸速率下的试验数据,拟合得到了推进剂破坏耗散能表达式,进而给出了推进剂在周期应力响应下的累积损伤计算式,并讨论了周期应力幅值和频率对累积损伤的影响,最后对某舰载发动机药柱进行了累积损伤及使用寿命分析。提出的累积损伤分析方法,为固体发动机贮存寿命预估提供了一条有益的技术途径。     

大型水面舰艇在重型鱼雷水下近距爆炸作用下的毁伤效应

以单发某重型鱼雷击沉DD973驱逐舰的实船打靶试验为例,揭示了船体梁结构在船中底部近距离水下爆炸作用下最终呈现中垂破坏现象.建立了该问题的物理仿真模型,再现了船体梁在水下爆炸近场冲击波正压和负压交替作用下的中垂破坏过程.与实船打靶试验情况进行对比的结果验证了数值计算结果的有效性.在此基础上,分析了船体梁结构在水下爆炸近场球面冲击波和动态气泡作用下的内力和变形规律.     

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。     

基于均匀实验设计的温压战斗部爆炸冲击波毁伤仿真研究

以温压战斗部爆炸冲击波对地下目标的毁伤为背景,设计毁伤仿真模拟的基本方案,在对影响冲击波毁伤因素合理分析的基础上,利用均匀试验设计方法设计以装药密度、空气温度、大气压强以及混凝土密度为影响因素的均匀试验方案,最后通过正态分布检验图和Bootstrap法等方法对毁伤参数的统计特性进行研究。结果表明,固定条件下温压战斗部爆炸冲击波对地下目标的毁伤中,毁伤参数值具有明显的正态分布特性,对后续结合现场试验数据确定毁伤参数真值和毁伤试验鉴定提供了一定的指导和借鉴作用。     

爆炸冲击波对靶板的损伤仿真与评估研究

为了研究爆炸冲击波对武器装备的损伤,建立了炸药爆炸冲击靶板的有限元模型,对不同厚度靶板在确定爆炸冲击环境下的损伤进行了仿真试验。不同于传统的宏观破口尺寸损伤表征参数,引入了等效塑性应变来精确描述靶板损伤,并提出了一种基于主成分分析理论对靶板损伤进行评估的方法。结果表明：利用该方法所得到的计算结果与理论分析结果完全一致。这说明基于多元统计分析的靶板损伤评估方法是切实可行的,可以进一步应用于装备爆炸损伤评估与易损性研究中。     

空间绳网系统展开动力学特性分析

空间绳网系统是一种新型轻质空间柔性结构,具有很大的应用价值。针对地面环境和太空环境下的不同受力特性,推导空间绳网动力学模型;通过地面试验验证仿真模型的可信度;基于展开面积、飞行距离等性能参数,仿真分析空间绳网展开过程中的绳网位形、应力分布以及能量变化等动力学特性,分析轨道高度、捕获方向和发射参数对展开效果的影响。     

固体燃料冲压发动机飞行性能分析

固体燃料冲压发动机性能通过进气道与导弹飞行工况关联在一起,其工作过程需考虑导弹飞行参数对发动机性能的影响。与其它冲压发动机相比,固体燃料冲压发动机一个显著特点是推进剂燃烧过程不仅与推进剂配方、发动机结构和燃烧室压强有关,还取决于燃烧室入口空气参数,因此工作过程较为复杂。在国内首次建立固体燃料冲压发动机工作过程仿真模型,并分析导弹飞行马赫数和高度对发动机性能的影响规律。