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1、第二章第二章 固体火箭发动机装药设计固体火箭发动机装药设计第一节第一节 推进剂型号与装药药型的选择推进剂型号与装药药型的选择（一）小节一（一）小节一（一）小节一（一）小节一推进剂的选择推进剂的选择推进剂的选择推进剂的选择 （二）小节二（二）小节二（二）小节二（二）小节二装药药型的选择装药药型的选择装药药型的选择装药药型的选择 第二节第二节 单孔管状药的装药设计单孔管状药的装药设计（一）小节一（一）小节一（一）小节一（一）小节一装药尺寸与设计参量的关系装药尺寸与设计参量的关系装药尺寸与设计参量的关系装药尺寸与设计参量的关系 （二）小节二（二）小节二（二）小节二（二）小节二不同约束条件下的装药设计
2、方法不同约束条件下的装药设计方法不同约束条件下的装药设计方法不同约束条件下的装药设计方法 第三节第三节 星孔药的装药设计星孔药的装药设计（一）小节一（一）小节一（一）小节一（一）小节一装药尺寸与设计参量的关系装药尺寸与设计参量的关系装药尺寸与设计参量的关系装药尺寸与设计参量的关系 （二）小节二（二）小节二（二）小节二（二）小节二星孔装药设计方法星孔装药设计方法星孔装药设计方法星孔装药设计方法 下一页下一页第二章第二章 固体火箭发动机装药设计固体火箭发动机装药设计第四节第四节 轮孔药的装药设计轮孔药的装药设计（一）小节一（一）小节一（一）小节一（一）小节一装药尺寸与设计参量之间的关系装药尺寸与设
3、计参量之间的关系装药尺寸与设计参量之间的关系装药尺寸与设计参量之间的关系 （二）小节二（二）小节二（二）小节二（二）小节二轮孔装药设计方孔装药设计方孔装药设计方孔装药设计方法 第五节第五节 装药的包覆装药的包覆（一）小节一（一）小节一（一）小节一（一）小节一包覆层的主要功能与要求包覆层的主要功能与要求包覆层的主要功能与要求包覆层的主要功能与要求 （二）小节二（二）小节二（二）小节二（二）小节二包覆材料的选择包覆材料的选择包覆材料的选择包覆材料的选择 （三）小节三（三）小节三（三）小节三（三）小节三包覆的工艺方法包覆的工艺方法包覆的工艺方法包覆的工艺方法 上一页上一页下一页下一页第一节第一节 推
4、进剂型号与装药药型的选择推进剂型号与装药药型的选择 2.1.12.1.12.1.12.1.1推进剂的选择推进剂的选择推进剂的选择推进剂的选择 设计火箭弹时一般都选用已经定型生产的推进剂。从火箭弹设计设计火箭弹时一般都选用已经定型生产的推进剂。从火箭弹设计设计火箭弹时一般都选用已经定型生产的推进剂。从火箭弹设计设计火箭弹时一般都选用已经定型生产的推进剂。从火箭弹设计角度出发，对选择的推进剂有以下要求：角度出发，对选择的推进剂有以下要求：角度出发，对选择的推进剂有以下要求：角度出发，对选择的推进剂有以下要求：（1 1 1 1）能量尽量高，即推进剂的比冲量尽量大。）能量尽量高，即推进剂的比冲量尽量大
5、。）能量尽量高，即推进剂的比冲量尽量大。）能量尽量高，即推进剂的比冲量尽量大。（2 2 2 2）推进剂在燃烧室内正常燃烧的临界压强尽可能低。）推进剂在燃烧室内正常燃烧的临界压强尽可能低。）推进剂在燃烧室内正常燃烧的临界压强尽可能低。）推进剂在燃烧室内正常燃烧的临界压强尽可能低。（3 3 3 3）压强温度系数小。）压强温度系数小。）压强温度系数小。）压强温度系数小。（4 4 4 4）物理化学安定性好，冲击摩擦感度小，强度好。）物理化学安定性好，冲击摩擦感度小，强度好。）物理化学安定性好，冲击摩擦感度小，强度好。）物理化学安定性好，冲击摩擦感度小，强度好。目前常用推进剂有双基推进剂、改性双基推进剂
6、和复合推进剂三目前常用推进剂有双基推进剂、改性双基推进剂和复合推进剂三目前常用推进剂有双基推进剂、改性双基推进剂和复合推进剂三目前常用推进剂有双基推进剂、改性双基推进剂和复合推进剂三种类型种类型种类型种类型 。返回返回上一页上一页下一页下一页第一节第一节 推进剂型号与装药药型的选择推进剂型号与装药药型的选择 2.1.22.1.22.1.22.1.2装药药型的选择装药药型的选择装药药型的选择装药药型的选择 装药药型的选择是装药设计的第一步，因为不同的药型适用于不装药药型的选择是装药设计的第一步，因为不同的药型适用于不装药药型的选择是装药设计的第一步，因为不同的药型适用于不装药药型的选择是装药设计
7、的第一步，因为不同的药型适用于不同要求的固体火箭发动机，并有不同的设计方法，只有选定了药型之同要求的固体火箭发动机，并有不同的设计方法，只有选定了药型之同要求的固体火箭发动机，并有不同的设计方法，只有选定了药型之同要求的固体火箭发动机，并有不同的设计方法，只有选定了药型之后，才能着手进行装药几何尺寸的设计。后，才能着手进行装药几何尺寸的设计。后，才能着手进行装药几何尺寸的设计。后，才能着手进行装药几何尺寸的设计。目前常用的药型见目前常用的药型见目前常用的药型见目前常用的药型见图图图图2 2 2 21 1 1 1。返回返回上一页上一页下一页下一页第一节第一节 推进剂型号与装药药型的选择推进剂型号
8、与装药药型的选择 一般来讲，选择装药药型应根据以下原则：一般来讲，选择装药药型应根据以下原则：一般来讲，选择装药药型应根据以下原则：一般来讲，选择装药药型应根据以下原则：（1 1）使装药的药型有足够的燃烧面，以获得必要的炮口速度。）使装药的药型有足够的燃烧面，以获得必要的炮口速度。）使装药的药型有足够的燃烧面，以获得必要的炮口速度。）使装药的药型有足够的燃烧面，以获得必要的炮口速度。（2 2）对燃烧室壁的传热小。从传热角度看，内孔燃烧的装药传热最）对燃烧室壁的传热小。从传热角度看，内孔燃烧的装药传热最）对燃烧室壁的传热小。从传热角度看，内孔燃烧的装药传热最）对燃烧室壁的传热小。从传热角度看，内
9、孔燃烧的装药传热最少。少。少。少。（3 3）装药药柱在燃烧室内容易固定。）装药药柱在燃烧室内容易固定。）装药药柱在燃烧室内容易固定。）装药药柱在燃烧室内容易固定。（4 4）装药的余药少，利用率高。）装药的余药少，利用率高。）装药的余药少，利用率高。）装药的余药少，利用率高。（5 5）装药有足够的强度。）装药有足够的强度。）装药有足够的强度。）装药有足够的强度。（6 6）结构及工艺简单，便于大批量生产。）结构及工艺简单，便于大批量生产。）结构及工艺简单，便于大批量生产。）结构及工艺简单，便于大批量生产。返回返回上一页上一页下一页下一页第二节第二节 单孔管状药的装药设计单孔管状药的装药设计 具有单
10、个中心圆孔的圆柱形装药称为单孔管状药，它的形状有四具有单个中心圆孔的圆柱形装药称为单孔管状药，它的形状有四具有单个中心圆孔的圆柱形装药称为单孔管状药，它的形状有四具有单个中心圆孔的圆柱形装药称为单孔管状药，它的形状有四个参数确定，即外径个参数确定，即外径个参数确定，即外径个参数确定，即外径D D D D、内径、内径、内径、内径d d d d、长度、长度、长度、长度L L L L和装药根数和装药根数和装药根数和装药根数n n n n，通常用，通常用，通常用，通常用D D D Dd d d dL L L Ln n n n表示。这种装药的两端包覆时燃烧面呈等面性变化。如果装药较表示。这种装药的两端包
11、覆时燃烧面呈等面性变化。如果装药较表示。这种装药的两端包覆时燃烧面呈等面性变化。如果装药较表示。这种装药的两端包覆时燃烧面呈等面性变化。如果装药较长，长细比达长，长细比达长，长细比达长，长细比达10101010以上时端面不包覆亦可看做等面性装药。以上时端面不包覆亦可看做等面性装药。以上时端面不包覆亦可看做等面性装药。以上时端面不包覆亦可看做等面性装药。2.2.12.2.12.2.12.2.1装药尺寸与设计参量的关系装药尺寸与设计参量的关系装药尺寸与设计参量的关系装药尺寸与设计参量的关系 1.1.1.1.单孔管状药燃烧面变化规律单孔管状药燃烧面变化规律单孔管状药燃烧面变化规律单孔管状药燃烧面变化
12、规律 实际燃烧过程中燃烧面的变化相当复杂。下面的推导是按照几何实际燃烧过程中燃烧面的变化相当复杂。下面的推导是按照几何实际燃烧过程中燃烧面的变化相当复杂。下面的推导是按照几何实际燃烧过程中燃烧面的变化相当复杂。下面的推导是按照几何燃烧定律燃烧定律燃烧定律燃烧定律在整个燃烧过程中，装药按平行层燃烧规律逐层燃烧进在整个燃烧过程中，装药按平行层燃烧规律逐层燃烧进在整个燃烧过程中，装药按平行层燃烧规律逐层燃烧进在整个燃烧过程中，装药按平行层燃烧规律逐层燃烧进行推导的。因此推导得到的是装药燃烧面理论上的变化规律。行推导的。因此推导得到的是装药燃烧面理论上的变化规律。行推导的。因此推导得到的是装药燃烧面理
13、论上的变化规律。行推导的。因此推导得到的是装药燃烧面理论上的变化规律。图图图图2-2 2-2 2-2 2-2 为无包覆单孔管状药燃烧面变化示意图。为无包覆单孔管状药燃烧面变化示意图。为无包覆单孔管状药燃烧面变化示意图。为无包覆单孔管状药燃烧面变化示意图。总燃面的变化规律为总燃面的变化规律为总燃面的变化规律为总燃面的变化规律为返回返回上一页上一页下一页下一页n n 由上式可知，当单孔管状药两端不包覆时，呈线性减面性燃烧。由上式可知，当单孔管状药两端不包覆时，呈线性减面性燃烧。由上式可知，当单孔管状药两端不包覆时，呈线性减面性燃烧。由上式可知，当单孔管状药两端不包覆时，呈线性减面性燃烧。用同样方法
14、可得到装药一端或两端包覆时燃烧面变化规律。用同样方法可得到装药一端或两端包覆时燃烧面变化规律。用同样方法可得到装药一端或两端包覆时燃烧面变化规律。用同样方法可得到装药一端或两端包覆时燃烧面变化规律。第二节第二节 单孔管状药的装药设计单孔管状药的装药设计2.2.2.2.通气参量与装药尺寸的关系通气参量与装药尺寸的关系通气参量与装药尺寸的关系通气参量与装药尺寸的关系 在固体火箭发动机原理中，介绍过通气参量在固体火箭发动机原理中，介绍过通气参量在固体火箭发动机原理中，介绍过通气参量在固体火箭发动机原理中，介绍过通气参量 ，它定义为在固，它定义为在固，它定义为在固，它定义为在固体火箭发动机燃烧室中所研
15、究的体火箭发动机燃烧室中所研究的体火箭发动机燃烧室中所研究的体火箭发动机燃烧室中所研究的x x x x截面前的装药燃烧面积截面前的装药燃烧面积截面前的装药燃烧面积截面前的装药燃烧面积 A A A Abxbxbxbx 与该截与该截与该截与该截面的燃气通道截面积面的燃气通道截面积面的燃气通道截面积面的燃气通道截面积 A A A Apxpxpxpx 之比，它在装药未燃烧时靠近喷管处一端最之比，它在装药未燃烧时靠近喷管处一端最之比，它在装药未燃烧时靠近喷管处一端最之比，它在装药未燃烧时靠近喷管处一端最大，称为起始通气参量大，称为起始通气参量大，称为起始通气参量大，称为起始通气参量 0 0 0 0，其计
16、算公式为，其计算公式为，其计算公式为，其计算公式为返回返回上一页上一页下一页下一页n n 简化后可得简化后可得简化后可得简化后可得第二节第二节 单孔管状药的装药设计单孔管状药的装药设计 内外通气参量之比为内外通气参量之比为内外通气参量之比为内外通气参量之比为返回返回上一页上一页下一页下一页n n 实验证明，实验证明，实验证明，实验证明，i i 与与与与 e e 的比值对装药燃烧稳定性及初始压强峰的比值对装药燃烧稳定性及初始压强峰的比值对装药燃烧稳定性及初始压强峰的比值对装药燃烧稳定性及初始压强峰有一定影响，尤其是在有一定影响，尤其是在有一定影响，尤其是在有一定影响，尤其是在 o o 较大时其影响更为明显。为了使初始压强较大时其影响更为明显。为了使初始压强较大时其影响更为明显。为了使初始压强较大时其影响更为明显。为了使初始压强峰不致过大以及保证正常燃烧的临界压强不致太高，峰不致过大以及保证正常燃烧的临界压强不致太高，峰不致过大以及保证正常燃烧的临界压强不致太高，峰不致过大以及保证正常燃烧的临界压强不致太高，i i/e e 的取值的取值的取值的取值范围通常为范围通常为范围通常为
