● 摘要
固体火箭发动机因结构简单,可靠性高和成本低,广泛应用于固体导弹和航天航空领域。固体火箭发动机技术也在不断发展,其装药结构趋于复杂。装药结构的设计技术是固发技术的重点,是值得重点关注与研究的固发设计技术之一。
本文研究了固体火箭发动机装药不同的设计技术,将三维实体造型及参数化设计技术应用于装药设计。建立的固体火箭发动机装药设计系统可以快速建立固发装药的参数化三维模型,并能够进行药柱燃烧过程的模拟、燃面的精确计算以及发动机内弹道性能计算。该系统使用方便,符合工程设计工作需求。
本文研究了固体火箭发动机药柱的特点,建立了常用复杂装药的三维参数化模型库,研究了基于三维参数化技术的药柱燃烧过程仿真方法,燃面计算方法以及常用快速的内弹道计算方法。通过装药设计系统的建立,增加了对固体火箭发动机装药设计方法的理解,增加了对发动机药柱燃烧过程的认识,为固体火箭发动机设计提供了一些有意义的结论:1、采用三维参数化设计技术可以方便的进行复杂的固体火箭发动机三维装药设计;2、基于三维参数化技术进行药柱燃面的推移模拟,燃面计算,结果更加准确;3、采用三维模型参数化设计技术进行固发装药设计,可与工程设计工作紧密结合,所建立三维模型通用性良好,可以用于其它分析设计,如结构分析等。
采用本文建立的装药设计系统设计了多个型号发动机装药,并已通过各项地面试验与飞行试验。
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