固体火箭发动机.ppt
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1、导弹发动机,长沙航空职业技术学院 航空装备工程系 检测教研室,主讲教师 徐湘章,多媒体教学课件,固体火箭发动机,,固体火箭发动机,导弹发动机多媒体教学课件,,第一节 概述,动力 装置,起飞加速发动机(助推器) 续航发动机(主发动机),连接 形式,串联式 并联式,导弹发动机多媒体教学课件,,第一节 概述,导弹发动机多媒体教学课件,发动机特点,助推器 短时间获得大推力和总冲 良好的安全、可靠性 具有环形的特点,主发动机 推力小 工作时间长,,第二节 推进剂选择,对推进剂的性能要求 比冲高,密度大,燃烧产物具有良好的热力性质; 具有良好的燃烧性能; 具有良好的力学性能; 具有良好的物理、化学安定性;
2、 经济性好。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂选择,推进剂种类 双基推进剂 优点: 工艺方法比较成熟; 原材料来源较广,成本低; 药柱质量稳定,重现性好; 贮存寿命长,对湿气不敏感; 发射时无烟。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂选择,缺点: 比冲低; 密度小; 高低温力学性能差。 不适于战略武器使用,仅适用于枪炮和战术 火箭武器。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂选择,复合推进剂 聚硫橡胶推进剂 以部分聚合的液态橡胶为粘合剂,以化学交联为 基础的现代复合固体推进剂。 优点: 具有良好的力学性能与粘结性能;制造工艺比较 简单,加工性能良好,工艺比较成熟。 缺点:
3、比冲比较低,固化温度和玻璃化温度比较高。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂选择,聚丁二烯推进剂 聚丁二烯推进剂的粘合剂是丁二烯的聚合物 或丁二烯同其他材料的共聚物。 特点: 比冲比较高,密度也高,燃速的调节范围宽。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂选择,聚氨酯推进剂 主要是以聚氨酯弹性体为基体,在其中分散 有一定力度的无机氧化剂盐、铝粉和其它附加成 分的一种连续的复合高分子橡胶制品。 特点: 比冲高,低温力学性能良好,加工性能好。 在战术导弹中,不但可以作为主发动机装 药,也可用作助推器装药。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂选择,推进剂选择应考虑的问题 能量性能
4、 双基推进剂的比重和密度较低,火焰温度也较低,当对密 度比冲要求不太高,且要求较低的燃温时,双基推进剂仍可使 用,因为火焰温度较高时,发动机需要附加绝热措施;当要求 推进剂具有良好的高温热安定性和低温物理性能时,则不能选 择双基推进剂,应选择一种含铝的复合固体推进剂。 在推进剂中加入适量的铝粉,可提高密度比冲。 推进剂的铝粉含量增加,热量增加,但两相流损失也增 加,存在一个最佳铝粉含量。对于大尺寸固体火箭发动机,最 佳铝粉含量在17%20%之间,可使比冲增加11%左右,而小型 固体火箭发动机的最佳铝粉含量在14%17%之间。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂选择,内弹道性能和燃烧性能
5、 内弹道性能与控制燃速和发动机质量速率的参数有关。在 导弹所有预期的发射条件下,在要求的极限以内,所选择的推 进剂类型应具有推力曲线合乎要求的内弹道性能。 高温固体推进剂的高温排气,在高的火焰温度下会产生电 离,这种电离的热排出物会衰减制导、跟踪或遥测射频信号, 引起雷达波衰减的主要原因是碱金属(主要是钠和钾)在不平 衡的脉动燃烧过程中发生热电离,当空域较低时,衰减更为明 显,这种衰减随着火焰温度的升高、喷管喉部的减小和膨胀比 的减小而增加;推进剂中铝粉燃烧时使火焰温度增加,并降低 推进剂的氧化剂和燃烧剂之比,助长了脉动燃烧,因而使雷达 波衰减增加。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂
6、选择,减少雷达波衰减采取的措施 增加推进剂的氧化剂和燃烧剂之比,也可以 通过减少金属含量来提高该比值,但这样会降低 比冲; 向推进剂中加入电子清除剂附加物,即在配 方中加入电子捕捉剂; 调整配方,使燃烧室和喷管出口温度降低; 减少推进剂和包覆层中钠和钾的含量。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂选择,力学性能 根据导弹的战术技术要求,在使用温度范围 内所选固体推进剂的伸长率和抗拉强度,应能充 分缓解药柱的内应力,而不损害装药结构的完整 性,或者不致引起不允许出现的内弹道变化。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂选择,安定性 在所要求的使用期内,足以经受得住所预计 的热和化学环境
7、影响,而无不合格的降解现象。 若装药必须在一个宽的温度范围贮存,应当 考虑选用复合固体推进剂,与复合推进剂相比, 双基推进剂在高温时安定性一般较差,但复合推 进剂也可能由于老化而出现较长的点火延迟期。 氟碳推进剂和聚氯乙烯推进剂高温安定性特 别好。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂选择,危险性与毒性 选用的推进剂危险等级应符合使用要求,有 毒排气产物不应超出国家有关标准。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂选择,经济性 所选取的推进剂应当价格低廉,其组分容易 获得,一般不采用特殊的或不经济的质量控制方 法、加工技术和贮存条件。,导弹发动机多媒体教学课件,,第二节 推进剂选择,
8、发动机喷气尾流烟雾问题 导弹除了自身要减少雷达波辐射、噪声辐射及红外辐 射外,还要减少烟雾排放。 烟雾实质是悬浮于气体或空气中的凝聚态(液态或固 态)物质。推进剂燃烧后烟雾的来源是固体推进剂中金属 铝粉的燃烧产物Al2O3,以及作为推进剂的燃烧催化剂和稳 定剂的金属(铅、铜、铁、锡、铬等)化合物的燃烧产物 金属氧化物,以及推进剂中有机组分不完全燃烧而产生的 炭微粒,以上成为一次(初始)烟,另外,高氯酸盐氧化 剂燃烧生成的氯化氢,在低温和一定湿度条件下生成白色 的烟,称为二次烟。,导弹发动机多媒体教学课件,,第三节 装药,装药的主要任务是在燃烧室外形尺寸及质量 限定的条件下,进行药型、包覆及药柱
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- 固体 火箭发动机
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