固体火箭发动机点火过程特性研究

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随着改性双基药性能的提高,发动机可采用自由装填方式的改性双基药代替贴壁浇铸方式的复合推进剂装药。在燃烧室内,由于点火燃气在内孔和装药与壁面之间的环形燃气通道内传递速度不同,内孔和环形通道之间的压力差有可能使得发动机工作异常。本文利用FLUENT流体计算软件数值模拟了在不同点火压力、燃气通道尺寸和药柱尺寸的条件下,点火压力在燃烧室内的传播及分布;并进行了在不同点火药量下即不同点火压力的条件下的点火实验,得出实验结果。计算结果表明:当点火压力增大时,燃烧室的内孔和装药与壁面之间的燃气通道内的压力显著上升,两通道之间的压力差值也明显增大;在装药与壁面之间的环形通道的末端出现能量堆积,压力上升明显;改变装药与壁面之间的尺寸对内孔通道上的压力分布没有影响,但是使得装药与壁面之间的通道内的压力有所上升;改变药柱头部形状,在内孔通道和装药与壁面之间的环形通道上各点的压力没有明显变化。实验数据表明:内孔通道末端的静压曲线和环形通道末端的压力曲线有一交点,在相交之前,由于燃气沿内孔通道传递速度快,内孔通道上压力先建立,这时内孔末端静压大于环形通道末端压力;在交点之后,环形通道内压力继续上升,并且由于末端封闭使得燃气堆积,压力上升明显,这时,环形通道末端的压力大于内孔通道末端静压。
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