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初温影响燃速的现象

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:初温变化对燃速的影响将直接改变燃烧室压强及其随时间的变化, 导致发动机工作特性发生变化, 这是固体火箭推进剂的固有缺点。通常, 装药初温升高时燃速增大, 燃烧室压强升高、 推力增加、 燃烧时间缩短; 装药初温降低时燃速减小, 燃烧室压强下降、 推力减小、燃烧时间变长。此外, 如果装药由于非对称受热导致初温分布不均匀, 则不同部位的燃速或燃速变化量不一致, 还有可能导致轻微的推力偏心。

初温变化对燃速的影响将直接改变燃烧室压强及其随时间的变化, 导致发动机工作特性发生变化, 这是固体火箭推进剂的固有缺点。 通常, 装药初温升高时燃速增大, 燃烧室压强升高、 推力增加、 燃烧时间缩短; 装药初温降低时燃速减小, 燃烧室压强下降、 推力减小、燃烧时间变长。 如图3-28和图3-29所示。 燃速变化虽然对发动机总冲没有太大影响, 但比冲会发生一定的改变。 此外, 如果装药由于非对称受热导致初温分布不均匀, 则不同部位的燃速或燃速变化量不一致, 还有可能导致轻微的推力偏心。 因此, 在发动机点火前通常需要将其在特定恒温环境中保温足够长时间, 以保证推进剂装药均匀地达到预定的温度。

图3-28 不同初温时的推力-时间曲线

图3-29 推力和燃烧时间随初温的变化

从推进剂的燃烧机理看, 初温升高时, 相当于增加了固相中的热能, 在相同的反馈热流作用下提高了表面反应区中的温度, 使固相热分解加快, 导致燃速增加。 这样的影响过程与压强的高低也有关系, 如图3-30所示。 就双基推进剂而言, 随着压强的升高, 气相反应加快, 燃气温度升高, 同时高温气相区更接近燃烧表面, 使流向固相的热反馈增大, 从而削弱初温的影响。

图3-30 不同初温时燃速随压强的变化 (n=0.5)

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