底部排气弹/箭底压特性分析模型与计算仿真

发布时间：2023-01-28 12:03

　　利用固体推进剂燃烧提高底压力而实现减阻或产生推力的底部排气技术广泛应用于火箭、导弹、炮弹等超高音速飞行器中,如底部排气装置与固体火箭发动机。减阻率与推力系数分别是底排弹和火箭发动机的重要特性参数,并且同底压及来流压力之间有着显著的关系,准确地计算出底压特性是预测减阻率和推力系数是一项重要的研究内容。本文主要基于大量底部排气实验结果,通过建立底压来流比与底部排气参数之间的关系及工程算法,依此来计算减阻率和推力系数。本文的主要工作：（1）通过对国内外的风洞试验数据和半经验公式进行整合与比较,计入排气率I、排气温度Tj和来流马赫数Mα∞对底压比的影响,建立了底排装置底压比半经验公式模型,该模型在I＜0.005条件下具有满足要求的精确度,而且在更大范围内也可以满足设计要求；（2）根据底部排气的亚音速和一维等熵流动假设,建立了底排装置内弹道模型,并模拟计算转速对底排装置内弹道参数的影响；建立了六自由度底排弹外弹道模型；通过联立求解底排装置内弹道模型与外弹道模型,实现了减阻率的快速实时计算,不需要提前给出减阻率,计算结果满足较高的精度；（3）为了实现底排装置减阻率与火箭发动机推力系数的快速预测与计... 

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 底排装置结构研究
        1.2.2 底排减阻率计算方法研究
        1.2.3 底排减阻的实验研究
    1.3 本文主要工作
2 底部排气弹内弹道模型及数值计算
    2.1 底排药柱的燃速
    2.2 底排装置的排气流量的计算
    2.3 底排装置的内压力计算
    2.4 药柱燃烧面积与燃气所占体积的计算
    2.5 底排装置的内弹道计算模型
    2.6 本章小结
3 底部排气弹/箭底压比预测模型及外弹道仿真
    3.1 底部排气减阻机理
    3.2 底排装置的底压比计算
        3.2.1 底压比定义及计算方法
        3.2.2 底压比计算模型
        3.2.3 底压比计算仿真
    3.3 火箭发动机的底压比计算模型
    3.4 底部排气弹的外弹道模型及数值计算
        3.4.1 六自由度弹道模型
        3.4.2 攻角影响
        3.4.3 飞行状态下工作过程模拟
    3.5 本章小结
4 底部排气弹/箭作期间底压比计算仿真
    4.1 工程计算仿真设计
    4.2 计算软件功能
        4.2.1 底排药柱装药结构及计算界面
        4.2.2 底排装置的内弹道计算界面
        4.2.3 底部排气的底压比与减阻率计算界面
    4.3 火箭底压比计算及推力系数设计界面
    4.4 本章小结
5 仿真计算与相关实验结果的比较分析
    5.1 底排装置底压比计算分析
    5.2 火箭底压比计算分析
    5.3 本章小结
6 总结
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]底部排气圆柱体模型尾部流场的数值模拟[J]. 余文杰,余永刚,倪彬.  弹道学报. 2014(01)
[2]超声速流动中底部排气减阻的数值研究[J]. 卓长飞,武晓松,封锋.  兵工学报. 2014(01)
[3]底部排气弹三维湍流燃烧的数值模拟[J]. 卓长飞,武晓松,封锋.  固体火箭技术. 2013(06)
[4]底排装置底部压力和回流区特性研究[J]. 罗盟,武晓松,封锋,谢爱元,曹琪.  推进技术. 2013(03)
[5]底排装置工作不一致性对射程散布影响的研究[J]. 张领科,周彦煌,余永刚.  兵工学报. 2010(04)
[6]某底排弹底排装置工作期间内部流场的数值模拟[J]. 张领科,周彦煌,陆欣,陆春义.  含能材料. 2010(02)
[7]底排点火具在高降压速率下瞬态燃烧特性的实验研究[J]. 陆春义,周彦煌,余永刚.  含能材料. 2008(05)
[8]底排药剂燃烧产气量的理论计算[J]. 孙志艳,潘功配,陈宁,陈涛.  弹箭与制导学报. 2006(02)
[9]底排药柱点火燃烧特性研究[J]. 王健,马宏伟,张炎清.  弹箭与制导学报. 2004(02)
[10]AP/HTPB底排药柱点火试验研究[J]. 潘功配,李毅,张炎清.  含能材料. 2001(02)

硕士论文
[1]底部排气弹减阻气动特性研究[D]. 黄华.南京理工大学 2009
[2]底排药剂配方改进及燃烧产物参数计算[D]. 孙志艳.南京理工大学 2006



本文编号：3732571