固体火箭发动机壳体缓释技术研究进展

发布时间：2022-01-03 13:04

　　固体火箭发动机壳体缓释技术是提高固体火箭发动机服役安全性的重要技术手段之一。文章梳理了国内外固体火箭发动机壳体缓释技术方面的研究进展,根据各技术能够提供的排气泄压通道面积大小,将壳体缓释技术分为整体失强、头/筒分离和局部排气三大类,系统地对比了各项技术的设计思路、工作原理和实用效果。结合国外地地导弹、空空导弹和舰空导弹等导弹发动机壳体缓释技术应用实例和低易损性试验结果,阐明了壳体缓释技术对固体火箭发动机服役安全性的提升作用。最后,给出了使用发动机壳体缓释技术进行安全性总体设计的设计思路,并提出了固体火箭发动机安全性设计中应重点考虑排气通道临界面积和排气通道开启时刻两个关键因素。文中所述的研究进展可为固体火箭发动机服役安全性设计和优化提供参考。 

【文章来源】：固体火箭技术. 2020,43(02)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

金属带缠壳体制造示意图

金属基复合材料(MMC)是一种新型的复合材料，通常指以铝、镁等金属为基体，以陶瓷或有机物为增强体的复合材料，MMC壳体能够承受较高的温度、压力以及导弹发射动载荷[11]。MMC壳体可有效减轻发动机重量、提高射程，Nextel?纤维/铝复合材料已应用于固体火箭发动机壳体[12]，见图3。美国研究人员曾使用MMC壳体固体火箭发动机进行了不敏感性试验，通过了子弹撞击和快速烤燃试验要求[4]。然而，目前MMC仍处于实验室研究阶段，材料制备工艺的技术成熟度不高，尤其是材料内部容易出现应力集中缺陷，因而限制了其工程化应用。图3 金属基复合材料纤维缠绕壳体

图2 子弹撞击碳纤维复合材料壳体发动机试验图复合材料壳体具有轻质、比强度高和成型方便等优势，且一旦发动机意外爆炸也不会产生高危险性破片，其安全性应用前景广阔。然而，复合材料壳体比金属壳体可承受的温度低，对外需要设计外隔热层解决气动加热问题，对内需要较厚的绝热层解决燃烧室传热问题。因此，小口径发动机不宜选用复合材料壳体。

【参考文献】：
期刊论文
[1]固体发动机低易损性评估研究进展[J]. 李军,焦清介,庞爱民,任慧,聂建新,程立国,苏晶,关红波,肖旭,张杰凡.  固体火箭技术. 2019(01)
[2]TiNi系形状记忆合金的记忆原理及其应用现状[J]. 耿双奇,牛建平.  现代商贸工业. 2018(30)
[3]国外海军弹药安全性研究进展[J]. 范士锋,董平,李鑫,梁争峰.  火炸药学报. 2017(02)
[4]美国固体火箭发动机的发展及其在机载战术导弹上的应用[J]. 王秀萍.  航空兵器. 2016(03)
[5]弹体缓释排气通道形成条件研究[J]. 陈红霞,蒋治海,陈科全,路中华.  四川兵工学报. 2015(09)
[6]钝感弹药的由来及重要意义[J]. 董海山.  含能材料. 2006(05)
[7]金属基复合材料的固体火箭发动机点火试验成功[J]. 杨博.  国外固体火箭技术. 1987(02)



本文编号：3566324