级间热分离条件下双级延伸喷管展开过程动力学耦合仿真研究

摘要

对带有双级延伸喷管的固体火箭发动机级间热分离时延伸喷管的展开过程进行了动力学耦合仿真研究,获得了级间区的流场演化情况和延伸锥的展开特性,同时研究了气瓶压强、分离时刻和展开时刻对延伸喷管展开运动和结构受力的影响情况.结果表明:级间热分离时级间段流场产生复杂波系和漩涡流动,燃气的短时迴流使得延伸锥壁面瞬时温度高达3800 K左右,且延伸锥壁面气动力载荷波动剧烈;当气瓶初始压强低于(等于)1.0 MPa时,延伸喷管无法展开到位;级间分离时刻较晚或延伸喷管展开时刻较早时,延伸喷管展开用时较短但延伸锥壁面气动力波动很大,适当提前级间分离时刻以及增加级间分离时刻和延伸喷管展开时刻的时间间隔,有利于提高延伸喷管展开过程和对接时的结构安全性.