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对固体推进剂燃烧的要求

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:推进剂的燃烧过程必须按照设计要求, 以预定的速率生成燃气。通过装药设计, 合理组织燃烧面积, 以实现预定的发动机推力随时间的变化规律。

固体火箭发动机的工作过程是燃气不断生成、 不断排出的过程, 只有控制好燃气的生成和排出才能得到稳定的发动机性能。 因此, 为了实现预定的发动机性能指标, 发动机的工作必须稳定可靠, 并达到尽可能高的性能, 这就对固体推进剂的燃烧提出了以下要求:

1. 燃烧稳定

使发动机工作正常的最基本要求是保持推进剂的稳态燃烧。 所谓稳态燃烧是相对于非稳态燃烧而言的, 指燃烧条件不随时间变化、 燃烧过程稳定进行的自持燃烧。 在稳态燃烧过程中, 燃烧速度不随时间变化或随时间的变化遵循一定的规律且可控。

2. 燃烧效率高

固体推进剂的化学能是通过燃烧释放出来并转换成燃气热能的, 燃烧效率越高得到的燃气热能越多, 因此, 要求这一能量转换过程尽可能完善, 使推进剂的化学能充分发挥出来。

3. 燃气生成符合预定规律

推进剂的燃烧过程必须按照设计要求, 以预定的速率生成燃气。 燃气生成速率是通过推进剂燃烧速度和装药燃烧面积进行控制的, 当选定推进剂和燃烧室工作压强之后, 装药燃烧面积就成为燃气生成速率的决定性因素。

要实现上述要求, 除了固体推进剂必须具备必要的性能外, 还需要为燃烧设计合适的条件, 这就需要了解和研究燃烧过程及其影响因素。 例如, 选择合理的燃烧室工作压强, 控制压强下限, 既可以使推进剂高效燃烧, 又为燃气的膨胀、 高速喷出提供了条件; 配合适当的喷管喉部面积, 防止压强超出燃烧室壳体的强度, 同时使预定的燃烧室工作压强得以保持。通过装药设计, 合理组织燃烧面积, 以实现预定的发动机推力随时间的变化规律。

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