固体火箭发动机设计Rocket

哈尔滨工程大学课程资料

固体火箭发动机设计复习题及答案

Black

December11,2012

1

1.1

第一章

比冲和总冲的定义？

1.4固体火箭发动机的研制过程？

固体火箭发动机的研制过程一般可以分为四个阶段,即方案论证阶段、技术设计阶段、飞行试验阶段和设计定型阶段。

总冲量I用发动机推力F对时间变量t在整个发动机工作时间ta区间的积分来表示,即

ta

Fdt(1)I=

1.5

按结构形式对固体火箭发动机分类？每种的特

点（简答）？

比冲量Isp表示单位重量推进剂所能产生的冲量,即

Isp=

Ip(2)

发动机的结构形式很多,可以按照药柱种类、药柱装填方式、喷管数目、喷管形式和推力级数等来分类。

按药柱种类分:端燃药柱式、内燃药柱式和内外燃药柱式； 按药柱装填方式分：自由装填和铸装式两种； 按喷管数目分：单喷管和多喷管；

1.2

固体火箭发动机主要设计任务包括哪几个部分？

按喷管形式分：普通喷管式和潜入喷管式； 按推力级数分：单推力式和双推力式。

固体火箭发动机设计任务是: 发动机的总体设计; 发动机的装药设计; 发动机的燃烧室设计; 发动机的喷管设计; 点火装置设计。

除上述主要设计任务外,有些导弹用发动机还要进行推力矢量控制装置和推力终止装置的设计等.

1.6发动机结构形式选择的原则？

在选择发动机的结构形式时应该遵循如下原则： 能适应发动机的用途和战术技术性能要求； 使发动机的重量轻和结构紧凑；

使发动机具有良好的工艺性、研制费用低和研制周期短。

1.7壳体材料的选择原则（简答）？

应该根据以下原则来选择壳体材料： 材料的比强度高; 材料的韧性好;

1.3提高重量比冲的技术途径？

Isp

max

1+KmFcpV

重量比冲的计算式为

I0=

(3)

能保证壳体具有足够的刚度; 材料的工艺性好; 材料的经济性好。

m

由上式可知,为了尽可能高的重量比冲,必须: 选用比冲大和密度高的推进剂; 选用比强度高的壳体材料;

合理地设计装药,使装填比ηV尽可能大;

合理地选择发动机结构(如采用球形壳体),尽量减小Fc(燃烧室壳体的结构特征参数); 合理地设计喷管以提高比冲;

合理地选择燃烧室压力,压力降低可使发动机结构重量减轻,但同时也会使比冲降低,因而必有一最优压力值存在,使该发动机的重量比冲最大.

Tel:18045101705,Email:1507912984@http://

1.8固体推进剂有几种?基本特性（简答）？

固体推进剂有双基推进剂、复合推进基和复合双基推进剂三大类。

双基推进剂：1,可连续，大量生产；2，机械强度高；3，火焰温度低；4，长期储存具有良好的安定性；5，对潮湿环境不敏感；6，性能再现性好

复合推进剂：1,能量特性比较高；2,可直接浇注在燃烧室壳体内,因而能够制造出大直径的药柱；3燃速可以在比较宽的范围内调节；4,火焰温度比双基药高，但比改姓双基药低，易于解决材料问题；5,压力指数和温度系数都比较低6,临界压力低，是燃烧室压力低，壳体轻。

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复合双基推进剂：1,优异的能量特性；2,燃速较高，可以调节；3,低温力学特性较差，但是加入交联剂可以改进。适用于温度可控的战略武器上，特别是用于多级火箭的后两级上。

1.15

为什么有时要按发动机重量比冲最大原则确定膨胀比?

1.9固体推进剂的内弹道特性是什么?

内弹道特性通常以推进剂的燃速、燃速的压力指数和燃速的温度系数来表征。

推进剂应具有所需的燃速；

推进剂的燃速压力指数n应该尽量低； 推进剂的燃速温度系数应该尽量低。

对于多级火箭的第二级和第三级，它们已在大气层外飞行，故pa≈0，此时若根据推力最大的原则选取喷管膨胀比，则应使其出口压力pe≈0，这就意味着所选取的膨胀比将很大，彭管也将很大、很重。

为了克服按推力最大原则选择喷管膨胀比的弊病，采用重量比冲最大的原则来确定膨胀比更为合理。

1.16发动机的主要热力参量有哪些？

1.10推进剂的选择原则（简答）?

发动机理论比冲Isp0、理论特征速度C0、理论推力系数CF0、燃气温度Tg、绝热指数k和燃气的物理性质（导热系数λ、粘性系数µ、比热cp），发动机实际比冲Isp、实际特征速度C 、实际推力系数CF等。

应根据如下原则来选择推进剂： 推进剂应具有所需的能量特性; 推进剂应具有所要求的内弹道特性; 推进剂应具有良好的燃烧特性; 推进剂有具有足够的力学特性;

推进剂应具有良好的物理、化学安定性; 推进剂应具有最最小的危险性; 推进剂的生产经济性好。

1.171.181.19

为什么要进行热力参量的估算？为什么要进行发动机的设计参量估算？装填系数是如何定义的？

η=

AT

Ac

(4)

装填系数为

式中AT为药柱的横截面积、Ac为燃烧室内腔的横截面积。

1.20通气参量J、æ是如何定义的？

J=

AtApSAp

(5)

通气参量J的定义为

1.11发动机的主要设计参量有哪些?

发动机的主要设计参量包括发动机直径、工作压力和膨胀通气参量æ的定义为比。

æ=(6)< …… 此处隐藏：5205字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……