固体火箭发动机内弹道研究

固体火箭发动机内弹道是指发动机内部的工作过程， 主要研究发动机在设计或非设计状态下燃烧室及喷管内流动参数随时间或空间的变化规律， 根据简化程度的不同， 分为零维内弹道、 一维内弹道和多维工作过程仿真等。 零维内弹道将发动机内部参数看作平均值， 主要解决燃烧室平均压强随时间的变化规律； 一维内弹道将发动机内部流动近似为一维或准一维流动， 解决内部流动参数随时间和一维空间的变化规律； 二维或三维工作过程仿真则是用计算流体力学等方法数值模拟真实燃气的多维流动规律， 可以考虑化学反应、 传质传热、 退移边界等实际流动现象， 是目前固体火箭发动机内弹道的重要研究方向。

零维和一维内弹道研究的参数主要是燃烧室压强， 并在此基础上进一步计算出推力、 质量流率、 总冲、 比冲等重要参数。 燃烧室压强是固体火箭发动机的重要参数， 其影响主要表现在：

（1） 推力及其随时间的变化规律；

（2） 推进剂的燃速和发动机的工作时间；

（3） 直接影响发动机的比冲等重要性能参数；

（4） 正常燃烧需要一定压强 （高于推进剂燃烧的临界压强）；

（5） 发动机的结构质量。

计算压强时间曲线 （即p-t曲线） 常采用零维和一维两种方法。 所谓零维， 即认为燃烧室中各处的压强完全一致， 是只与时间有关的燃烧室平均压强 （本章统一用符号p表示）， 可表示成p＝p（t）； 一维计算除考虑压强随时间的变化外， 还考虑压强沿燃烧室轴向的变化， 即p＝p（x， t）。 从固体火箭发动机工程设计的角度看， 零维内弹道计算方法简单、直观， 在适当修正的基础上能够得到比较满意的计算结果， 因此很实用。 零维内弹道是本章的主要研究内容， 同时简单介绍一维内弹道的求解方法。