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固体火箭发动机后效冲量研究

作　者: 杨春杰
导　师: 王中伟；贾永刚
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 航天工程
关键词: 固体火箭发动机后效推力后效冲量内弹道绝热层烧蚀
分类号: V435.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

固体上面级火箭发动机后效推力是修正卫星入轨及火箭分离设计的重要因素。本文采用数值仿真方法进行了双星上面级固体火箭发动机的后效冲量研究。采用了绝热层烧蚀的物理模型。发动机结构由三维结构简化为二维结构,在模型中把AL2O3残渣和喷管辐射作为热源考虑。绝热层采用三层结构烧蚀模型。数学模型主要包括绝热层碳化烧蚀计算及流场计算。采用动坐标系下的绝热层二维热传导方程,质量守恒方程和能量守恒方程。采用隐式差分格式求解,将烧蚀和热传导进行了耦合计算。在绝热层表面考虑了燃气和热解气体的热化学烧蚀,也考虑了燃气颗粒浓度和速度对绝热层表面的物理侵蚀作用。应用了根据经典流体力学理论建立的后效段内弹道方程组。模型考虑了绝热层炭化烧蚀气体的加入,采用一维瞬态欧拉方程,采用MacCormack两步格式计算,将后效段绝热层炭化烧蚀与内弹道联合统一计算。通过遥测飞行数据与后效冲量仿真对比一致性较好,验证了本文建立的固体火箭发动机后效冲量计算模型的可行性和有效性。本文研究工作对提高固体火箭发动机设计水平具有重要理论与实践意义。

固体火箭发动机后效冲量研究

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