固体火箭发动机设计固体火箭发动机设计谢侃谢侃北京理工大学北京理工大学喷气推进研究室课程简介课程简介 性质性质专业课，综合多学科知识，与实际结合紧密专业课，综合多学科知识，与实际结合紧密 内容内容用于弹、箭、航空宇航运载的固体火箭发动用于弹、箭、航空宇航运载的固体火箭发动机的结构和设计方法机的结构和设计方法 教学目标教学目标固体火箭发动机的结构固体火箭发动机的结构固体火箭发动机一般设计方法固体火箭发动机一般设计方法能够对现有的发动机进行性能分析和反设计能够对现有的发动机进行性能分析和反设计进行相关的专题研究、开发与应用研究进行相关的专题研究、开发与应用研究喷气推进研究室课程简介课程简介 学程评估学程评估以课堂讲授为主，自学讨论为辅以课堂讲授为主，自学讨论为辅平时作业成绩：平时作业成绩：30%30%考试成绩：考试成绩：60%60%出勤及其它：出勤及其它：10%10%喷气推进研究室课程简介课程简介 参考文献参考文献F.A. Williams etc. F.A. Williams etc. 京固群译京固群译. . 固体火箭发动机固体火箭发动机的基本问题的基本问题. . 国防工业出版社，国防工业出版社，19761976 苏苏 B.T. B.T. 叶罗辛著，张中钦，冯文澜译叶罗辛著，张中钦，冯文澜译. . 固体固体火箭发动机设计的理论基础火箭发动机设计的理论基础. . 国防工业出版社国防工业出版社，19871987G.P. Sutton, O. Biblarz. Rocket Propulsion G.P. Sutton, O. Biblarz. Rocket Propulsion Elements. John Wiley & Sons, Inc. 2001. Elements. John Wiley & Sons, Inc. 2001. 科学科学出版社出版社，20032003固体火箭发动机设计与研究固体火箭发动机设计与研究. . 宇航出版社，宇航出版社，19941994关于设计关于设计设计是技术科学与美学的统一设计是技术科学与美学的统一喷气推进研究室Su-27Su-27喷气推进研究室F-22F-22喷气推进研究室Mig-29Mig-29喷气推进研究室F117F117喷气推进研究室J-10J-10喷气推进研究室FBC-1FBC-1喷气推进研究室CCTVCCTV喷气推进研究室固体火箭发动机的应用固体火箭发动机的应用 请列一下你所能够知道的固体火箭发动请列一下你所能够知道的固体火箭发动机可能的应用场合：机可能的应用场合：军用军用民用民用喷气推进研究室固体火箭发动机的应用固体火箭发动机的应用 航空宇航探索航空宇航探索航天运载动力：航天运载动力：BoosterEngine(SS,Rockets)BoosterEngine(SS,Rockets)喷气推进研究室固体火箭发动机的应用固体火箭发动机的应用 航空宇航探索航空宇航探索航天运载动力：卫星入轨，回收，姿轨控航天运载动力：卫星入轨，回收，姿轨控三种发动机，入，回，微小三种发动机，入，回，微小EPKMEPKM发动机发动机 “ “风云风云” ”近地点发动机近地点发动机喷气推进研究室固体火箭发动机的应用固体火箭发动机的应用 军事、武器系统军事、武器系统火箭、导弹动力火箭、导弹动力苏喀秋莎苏喀秋莎 美海军美海军“ “标准标准- -III”III”苏喀秋莎 美“标准-III”喷气推进研究室固体火箭发动机的应用固体火箭发动机的应用 军事、武器系统军事、武器系统火箭、导弹动力火箭、导弹动力Pac-3Pac-3喷气推进研究室固体火箭发动机的应用固体火箭发动机的应用 军事、武器系统军事、武器系统火箭、导弹动力火箭、导弹动力姿轨控动力姿轨控动力喷气推进研究室固体火箭发动机的应用固体火箭发动机的应用 军事、武器系统军事、武器系统燃气源燃气源飞机弹射座椅飞机弹射座椅喷气推进研究室固体火箭发动机的应用固体火箭发动机的应用 民用领域民用领域汽车安全气囊汽车安全气囊喷气推进研究室固体火箭发动机的应用固体火箭发动机的应用 民用领域民用领域采油、探矿采油、探矿石油压裂弹石油压裂弹路桥建设路桥建设力学性能分析：采用火箭发动机推力进行桥梁激力学性能分析：采用火箭发动机推力进行桥梁激振研究其共振特性振研究其共振特性探空探空气象：人工影响天气，降雨、防雹气象：人工影响天气，降雨、防雹灭火灭火喷气推进研究室固体火箭发动机概要固体火箭发动机概要 基本组成基本组成固体推进剂装药、燃烧室、喷管、点火装置固体推进剂装药、燃烧室、喷管、点火装置、绝热层等五个主要部分组成、绝热层等五个主要部分组成 特点特点优点：优点：结构简单、体积小、工作可靠、操作结构简单、体积小、工作可靠、操作简便、使用安全和能够长期贮存简便、使用安全和能够长期贮存缺点：缺点：推进剂的能量特性低、工作时间短、推进剂的能量特性低、工作时间短、材料饶蚀严重、推力矢量不易控制材料饶蚀严重、推力矢量不易控制喷气推进研究室固体火箭发动机的组成及能量转固体火箭发动机的组成及能量转换换组组 成成作作 用用要要 求求燃烧室燃烧室贮存装药、装药燃烧场所贮存装药、装药燃烧场所强度强度、刚度（高温、刚度（高温、高压高压） 、耐热、耐热装药装药能源能源形状、重量形状、重量喷管喷管燃气膨胀、控制流量，保燃气膨胀、控制流量，保证燃烧室工作，进行能量证燃烧室工作，进行能量转换场所转换场所强度、热防护、重量强度、热防护、重量点火装置点火装置启动发动机启动发动机工作可靠工作可靠绝热层绝热层热防护热防护隔热隔热其它其它矢量控制、辅助、推力中矢量控制、辅助、推力中止止推进剂化学能燃烧产物热能燃烧产物定向动能火箭飞行动能喷气推进研究室固体火箭发动机的设计任务固体火箭发动机的设计任务总体使用部门下达总体战技指标总体方案论证对动力系统下达战技指标分析论证用途 总冲 比冲 平均推力工作时间 推力方案质量限制 性能偏差点火延迟 推力矢量控制 运输与贮存条件 安全性喷气推进研究室固体火箭发动机的设计任务固体火箭发动机的设计任务 发动机总体设计任务发动机总体设计任务 装药设计：装药药型，装药几何尺寸，热力计算装药设计：装药药型，装药几何尺寸，热力计算和设计参量计算，内弹道性能计算和设计参量计算，内弹道性能计算 结构设计：燃烧室壳体设计、热防护设计结构设计：燃烧室壳体设计、热防护设计 喷管结构、热防护设计喷管结构、热防护设计 点火装装置设计：结构选择与设计、点火药选择点火装装置设计：结构选择与设计、点火药选择设计设计 其它结构设计：分离机构、矢量控制装置、中止其它结构设计：分离机构、矢量控制装置、中止装置装置喷气推进研究室固体火箭发动机的设计任务固体火箭发动机的设计任务 设计要求设计要求应具有规定的技战术要求应具有规定的技战术要求应重量轻体积小应重量轻体积小能正常可靠的工作能正常可靠的工作发动机应有良好的贮存特性和运输特性发动机应有良好的贮存特性和运输特性发动机应有良好的安全性发动机应有良好的安全性应能在规定的研制期内完成预定的研制任务应能在规定的研制期内完成预定的研制任务应尽量减少研制费用应尽量减少研制费用喷气推进研究室固体火箭发动机的设计任务固体火箭发动机的设计任务 应具有规定的技战术要求应具有规定的技战术要求工作时间工作时间燃烧时间燃烧时间喷气推进研究室固体火箭发动机的设计任务固体火箭发动机的设计任务 应重量轻体积小应重量轻体积小比冲比冲体积比冲体积比冲重量比冲重量比冲定义：定义：喷气推进研究室固体火箭发动机的设计任务固体火箭发动机的设计任务 重量比冲重量比冲喷气推进研究室固体火箭发动机的研制过程固体火箭发动机的研制过程 方案论证阶段方案论证阶段 技术设计阶段技术设计阶段 飞行试验阶段飞行试验阶段 设计定型阶段设计定型阶段喷气推进研究室固体火箭发动机的研制过程固体火箭发动机的研制过程。