固体火箭发动机被广泛应用于航天运载和航天器特别是导弹领域。其整个点火过程需要在极短时间内完成发动机从发出点火指令到达到稳定工作状态的整个建压过程,升压梯度极大,流场变化复杂,易造成燃烧室内升压不均匀,使药柱结构完整性发生破坏。特别对于一些采用三级点火的固体火箭发动机,高动量的燃气还会对药柱的药形造成很强的冲击作用。一方面,本文对采用管形装药的中低空固体火箭发动机及EPKM型高空固体火箭发动机的点火过程进行仿真,通过对软件进行二次开发,加入温度和压强点火判据来控制燃气的生成和燃面的扩展,对发动机内流场变化情况进行分析。研究了点火过程中堵盖打开后引起的燃烧室头部燃面附近压降值的影响因素,对比了中低空与高空固体火箭发动机点火过程中内流场尤其是喷管内流场的不同与相似之处。另一方面,对EPKM型固体火箭发动机点火过程进行流固耦合仿真分析,研究了其整个点火瞬态过程中药柱的受力变形情况,并对药柱的结构完整性进行了分析。研究结果表明:1.点火过程中燃烧室内存在压强振荡现象,主要在主装药点燃前的整个时间段和喷管堵盖刚打开后的几个毫秒比较明显;对于中低空固体火箭发动机,相对于高空固体火箭发动机,喷管堵盖打开后,发动机内流场,尤其是喷管内流场易受到大气背压的影响,主要表现在燃烧室内轴线附近及喷管收敛段入口处热量堆积的现象和喷管扩张段内流场物理特性的不同。2.点火燃气进入燃烧室后,会在燃烧室内形成复杂的多个涡流,但在经过几个毫秒后,这些涡流会逐渐融合为一个稳定的、相对较大的涡流,其后在喷管堵盖打开之前,该流动状态基本不会再发生变化,对于含有翼槽的药柱,其翼槽内流动状态变化过程也是如此,而且翼槽内不论点火燃气的流动还是火焰的传播,都是沿着翼槽的前缘向底部和后缘的方向传播。3.发动机喷管喉径越大、堵盖打开压强在一定范围内越高,则点火过程中,由于堵盖打开引起的燃烧室头部燃面附近压降值越大,而且该值受燃烧室内燃气生成速率影响较小。4.EPKM型固体火箭发动机点火过程中,喷管堵盖打开前,固体推进剂尾部所受到的应力大于其头部,喷管堵盖打开后,整个结构场应力沿轴向分布比较均匀,沿径向逐渐降低,且应力及应变的最大值发生在翼槽与管形装药段的过渡区域,采用八面体剪切应变准则对药柱的强度进行判断,其结构完整性满足要求。