球形固体火箭发动机设计(2)

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6发动机总体强度校核 29

7 发动机内弹道计算 31

7.1 零维内弹道基本方程 31

7.2 龙格库塔法简介 32

7.3 发动机内弹道计算过程 32

7.4 内弹道曲线 33

总结 35

致谢 36

参考文献 37

1 绪论

1.1 课题研究背景

20世纪50年代，固体火箭在技术上取得突破，并广泛应用于弹道导弹和运载火箭。固体火箭发动机具有使用安全性好、可靠性高、储存性能好、密度比冲高及勤务处理方便等优点，使其在战略、战术导弹武器领域内成为主要的动力装置。

现代战争中，战场信息瞬息万变，隐蔽、机动灵活、快速反应和超远程攻击能力日益重要，导弹武器日常战备完好性和发射准备时间的长短甚至可能直接决定一场战争的胜负。因此，各国对固体火箭发动机的研制十分重视。

目前战术导弹火箭发动机面临的主要技术问题之一是如何采用先进灵活的能量控制方式来增加导弹的有效射程与提高导弹的末端机动性。合理的能量控制方案主要有喷管喉部矢量调节方案、脉冲—滑行—脉冲推力方案、助推—续航推力方案等。。随着科学技术的发展和现代战争的要求，战术导弹的尺寸越来越小，射程越来越远，这成为对动力装置的考验，先进的能量控制方案(脉冲—滑行—脉冲的推力方案)已引起高度重视，成为火箭发动机设计的优选方案之一。

为了增强打击能力与突防能力，空空导弹的攻击区和末端机动性需要进一步提高，具有能量可控性的多脉冲固体火箭发动机是空空导弹一种较为理想的动力装置。这将使得空空导弹能够根据作战任务和战场环境的需要对发动机不同脉冲实施控制，从而实现飞行弹道的优化，提高导弹的作战效能。将各脉冲之间的能量分配关系与弹的飞行弹道、控制参数等结合起来进行优化设计，即在最优控制条件下实现推进能量的最优分配[1]。源]自-751-!论~文"网·www.751com.cn/

由火箭外弹道特性分析可知，提高无控火箭的炮口速度可以有效减小火箭的散布。提高炮口速度的主要方式有安装助推火箭发动机和采用单室多推力装药设计等。安装助推火箭发动机能有效地提高炮口速度，但结构复杂，成本高。对无控火箭或简易制导火箭而言，单室多推力装药设计成为首选方案[2]。

单室双推力之所以获得这样广泛的应用，主要是因为它具有一些可贵的优点：工作可靠性高，结构简单，无级间分离机构和顺序点火问题，使导弹速度变化趋于平稳，末速度较大。这既可改善导弹的速度特性，提高机动能力，又可有效增大射程；因无助推器脱落问题，导弹在整个飞行过程中气动力外形保持不变，有利于控制系统工作，制造成本较低。另外单室双推力发动机的续航级工作时间长，这为采用先进的推力矢量控制系统提供了条件[3]。

1.2相关领域研究进展

1.3 固体火箭发动机的基本组成

固体火箭发动机主要由固体火箭推进剂装药、燃烧室、喷管和点火装置等部件组成[9]，如图1-4所示。

1.装药 2.燃烧室 3.喷管 4.点火装置

固体火箭发动机基本组成