基于阶梯多根装药的固体火箭发动机内弹道设计方法研究

摘要

对于大长径比的固体火箭发动机,采用阶梯多根装药结构设计,可以增加推进剂的燃烧面积,提高发动机的做功效率.针对两段阶梯多根装药结构设计方案,总结出了固体火箭发动机内弹道设计方法;并以某工程项目为背景,完成了火箭发动机的结构设计及装药结构设计,给出了两段阶梯的装药结构、点火药装填方式以及燃烧室和喉部结构尺寸;进行了试验验证分析,表明固体火箭发动机的设计方案完全达到了设计指标要求.在膛压不大于16.8 MPa的情况下,实现了最大推力251.5 kN,持续推力168.7 kN,总冲量大于160 kN·s,工作时间小于900 ms,点火正常,膛内压力稳定.证明了内弹道设计方法的有效性,为阶梯多根装药火箭发动机的总体结构设计和装药结构设计以及开展性能研究工作提供了重要的试验依据.