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后效段计算

时间:2022-02-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:实际上, 在压强下降的初始阶段可按等温计算, 而压强下降到较低时可按等熵计算, 因此可以将两种处理方式结合起来。如果余药开始燃烧时刻压强就已经低于pcr,则不需进行等温计算。当压强降低到pcr以下时,可以将排气过程当成等熵流动,使用拖尾段方程 进行计算。考虑后效段计算的零维内弹道压强计算完整过程如图8-15所示。

零维内弹道的后效段有两种处理方式, 一是考虑到在燃烧末期, 由于存在余药、 碎药而使燃气温度近似保持不变, 可以处理成等温过程继续计算, 因而计算方程不变; 二是按等熵过程计算,即满足p/ργ=Const,这是因为燃烧结束以后,温度变化大,是一个纯排气过程,可近似为等熵流动。 实际上, 在压强下降的初始阶段可按等温计算, 而压强下降到较低时可按等熵计算, 因此可以将两种处理方式结合起来。

1. 等温过程计算

进入余药燃烧阶段时, 方程仍为式 (8-77)~式(8-80), 但燃烧面积和通气面积需按余药变化规律计算, 其余求解过程与前述内弹道完全相同。 当余药燃烧结束时, 对应的压强和时间分别为pf和tf,燃烧面积Ab=0,燃烧室自由体积为Vg=Vc=πDci2Lc/4(Lc为燃烧室长度), 计算方程变为

积分得

等温过程计算的结束点可以认为是压强下降到推进剂临界压强pcr对应的时刻tcr,即结束条件为p<pcr。如果余药开始燃烧时刻压强就已经低于pcr,则不需进行等温计算。

对于等截面圆孔装药,如果没有余药,则pf=pb,其中pb是e=ep即燃烧结束时的压强。

2. 等熵过程计算

当压强降低到pcr以下时,可以将排气过程当成等熵流动,使用拖尾段方程(8-13) 进行计算。 等熵方程为

将pcr作为参考点,利用式(8-85) 可得到等熵过程任意点的参数,即

则有

微分得

代入拖尾段方程 (8-13), 可得

积分得

式中,系数Ccr

等熵排气时, 燃烧室内的压强很低, 而且下降程度逐渐趋缓。 理论上, 当压强降低到不满足喷管膨胀流动的力学条件(如pe<pa) 时,计算即可结束。在工程应用中,一般以工作时间tk为计算结束点。

考虑后效段计算的零维内弹道压强计算完整过程如图8-15所示。各特征点pb、pf和pcr如图8-16所示,其中由e≤ep得到的最末一点压强为pb,由Ab≥0得到的最末一点压强为pf

图8-15 零维内弹道压强计算完整过程

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