固体火箭发动机.ppt
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1、LOGO固体火箭发动机 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望LOGO固体火箭发动机固体火箭发动机概述概述1推进剂选择推进剂选择2装药装药3导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第一节第一节 概述概述动力动力装置装置起飞加速发动机(助推器)起飞加速发动机(助推器)续航发动机(主发动机)续航发动机(主发动机)连接连接形式形式串联式串联式并联式并联式导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第一节第一节 概述概述 导弹发动机多媒
2、体教学课件导弹发动机多媒体教学课件发动机特点发动机特点助推器助推器短时间获得大推力和总冲短时间获得大推力和总冲良好的安全、可靠性良好的安全、可靠性具有环形的特点具有环形的特点主发动机主发动机推力小推力小工作时间长工作时间长LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择u 对推进剂的性能要求对推进剂的性能要求比冲高,密度大,燃烧产物具有良好的热力性质;比冲高,密度大,燃烧产物具有良好的热力性质;具有良好的燃烧性能;具有良好的燃烧性能;具有良好的力学性能;具有良好的力学性能;具有良好的物理、化学安定性;具有良好的物理、化学安定性;经济性好。经济性好。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LO
3、GO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择w推进剂种类推进剂种类l双基推进剂双基推进剂优点:优点:工艺方法比较成熟;工艺方法比较成熟;原材料来源较广,成本低;原材料来源较广,成本低;药柱质量稳定,重现性好;药柱质量稳定,重现性好;贮存寿命长,对湿气不敏感;贮存寿命长,对湿气不敏感;发射时无烟。发射时无烟。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择缺点:缺点:比冲低;比冲低;密度小;密度小;高低温力学性能差。高低温力学性能差。不适于战略武器使用,仅适用于枪炮和战术不适于战略武器使用,仅适用于枪炮和战术火箭武器。火箭武器。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动
4、机多媒体教学课件LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择l复合推进剂复合推进剂聚硫橡胶推进剂聚硫橡胶推进剂 以部分聚合的液态橡胶为粘合剂,以化学交联为以部分聚合的液态橡胶为粘合剂,以化学交联为基础的现代复合固体推进剂。基础的现代复合固体推进剂。优点:优点:具有良好的力学性能与粘结性能;制造工艺比较具有良好的力学性能与粘结性能;制造工艺比较简单,加工性能良好,工艺比较成熟。简单,加工性能良好,工艺比较成熟。缺点:缺点:比冲比较低,固化温度和玻璃化温度比较高。比冲比较低,固化温度和玻璃化温度比较高。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择聚丁二烯
5、推进剂聚丁二烯推进剂 聚丁二烯推进剂的粘合剂是丁二烯的聚合物聚丁二烯推进剂的粘合剂是丁二烯的聚合物或丁二烯同其他材料的共聚物。或丁二烯同其他材料的共聚物。特点:特点:比冲比较高,密度也高,燃速的调节范围宽。比冲比较高,密度也高,燃速的调节范围宽。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择聚氨酯推进剂聚氨酯推进剂 主要是以聚氨酯弹性体为基体,在其中分散主要是以聚氨酯弹性体为基体,在其中分散有一定力度的无机氧化剂盐、铝粉和其它附加成有一定力度的无机氧化剂盐、铝粉和其它附加成分的一种连续的复合高分子橡胶制品。分的一种连续的复合高分子橡胶制品。特点:特点
6、:比冲高,低温力学性能良好,加工性能好。比冲高,低温力学性能良好,加工性能好。在战术导弹中,不但可以作为主发动机装在战术导弹中,不但可以作为主发动机装药,也可用作助推器装药。药,也可用作助推器装药。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择u 推进剂选择应考虑的问题推进剂选择应考虑的问题l能量性能能量性能 双基推进剂的比重和密度较低,火焰温度也较低,当对密双基推进剂的比重和密度较低,火焰温度也较低,当对密度比冲要求不太高,且要求较低的燃温时,双基推进剂仍可使度比冲要求不太高,且要求较低的燃温时,双基推进剂仍可使用,因为火焰温度较高时,发动机需要附
7、加绝热措施;当要求用,因为火焰温度较高时,发动机需要附加绝热措施;当要求推进剂具有良好的高温热安定性和低温物理性能时,则不能选推进剂具有良好的高温热安定性和低温物理性能时,则不能选择双基推进剂,应选择一种含铝的复合固体推进剂。择双基推进剂,应选择一种含铝的复合固体推进剂。在推进剂中加入适量的铝粉,可提高密度比冲。在推进剂中加入适量的铝粉,可提高密度比冲。推进剂的铝粉含量增加,热量增加,但两相流损失也增推进剂的铝粉含量增加,热量增加,但两相流损失也增加,存在一个最佳铝粉含量。对于大尺寸固体火箭发动机,最加,存在一个最佳铝粉含量。对于大尺寸固体火箭发动机,最佳铝粉含量在佳铝粉含量在17%17%20
8、%20%之间,可使比冲增加之间,可使比冲增加11%11%左右,而小型左右,而小型固体火箭发动机的最佳铝粉含量在固体火箭发动机的最佳铝粉含量在14%14%17%17%之间。之间。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择l内弹道性能和燃烧性能内弹道性能和燃烧性能 内弹道性能与控制燃速和发动机质量速率的参数有关。在内弹道性能与控制燃速和发动机质量速率的参数有关。在导弹所有预期的发射条件下,在要求的极限以内,所选择的推导弹所有预期的发射条件下,在要求的极限以内,所选择的推进剂类型应具有推力曲线合乎要求的内弹道性能。进剂类型应具有推力曲线合乎要求的内弹道
9、性能。高温固体推进剂的高温排气,在高的火焰温度下会产生电高温固体推进剂的高温排气,在高的火焰温度下会产生电离,这种电离的热排出物会衰减制导、跟踪或遥测射频信号,离,这种电离的热排出物会衰减制导、跟踪或遥测射频信号,引起雷达波衰减的主要原因是碱金属(主要是钠和钾)在不平引起雷达波衰减的主要原因是碱金属(主要是钠和钾)在不平衡的脉动燃烧过程中发生热电离,当空域较低时,衰减更为明衡的脉动燃烧过程中发生热电离,当空域较低时,衰减更为明显,这种衰减随着火焰温度的升高、喷管喉部的减小和膨胀比显,这种衰减随着火焰温度的升高、喷管喉部的减小和膨胀比的减小而增加;推进剂中铝粉燃烧时使火焰温度增加,并降低的减小而
10、增加;推进剂中铝粉燃烧时使火焰温度增加,并降低推进剂的氧化剂和燃烧剂之比,助长了脉动燃烧,因而使雷达推进剂的氧化剂和燃烧剂之比,助长了脉动燃烧,因而使雷达波衰减增加。波衰减增加。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择减少雷达波衰减采取的措施减少雷达波衰减采取的措施 增加推进剂的氧化剂和燃烧剂之比,也可以增加推进剂的氧化剂和燃烧剂之比,也可以通过减少金属含量来提高该比值,但这样会降低通过减少金属含量来提高该比值,但这样会降低比冲;比冲;向推进剂中加入电子清除剂附加物,即在配向推进剂中加入电子清除剂附加物,即在配方中加入电子捕捉剂;方中加入电子捕
11、捉剂;调整配方,使燃烧室和喷管出口温度降低;调整配方,使燃烧室和喷管出口温度降低;减少推进剂和包覆层中钠和钾的含量。减少推进剂和包覆层中钠和钾的含量。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择l力学性能力学性能 根据导弹的战术技术要求,在使用温度范围根据导弹的战术技术要求,在使用温度范围内所选固体推进剂的伸长率和抗拉强度,应能充内所选固体推进剂的伸长率和抗拉强度,应能充分缓解药柱的内应力,而不损害装药结构的完整分缓解药柱的内应力,而不损害装药结构的完整性,或者不致引起不允许出现的内弹道变化。性,或者不致引起不允许出现的内弹道变化。导弹发动机多媒体
12、教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择l安定性安定性 在所要求的使用期内,足以经受得住所预计在所要求的使用期内,足以经受得住所预计的热和化学环境影响,而无不合格的降解现象。的热和化学环境影响,而无不合格的降解现象。若装药必须在一个宽的温度范围贮存,应当若装药必须在一个宽的温度范围贮存,应当考虑选用复合固体推进剂,与复合推进剂相比,考虑选用复合固体推进剂,与复合推进剂相比,双基推进剂在高温时安定性一般较差,但复合推双基推进剂在高温时安定性一般较差,但复合推进剂也可能由于老化而出现较长的点火延迟期。进剂也可能由于老化而出现较长的点火延迟期。氟碳推进剂和聚氯乙烯推
13、进剂高温安定性特氟碳推进剂和聚氯乙烯推进剂高温安定性特别好。别好。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择l危险性与毒性危险性与毒性 选用的推进剂危险等级应符合使用要求,有选用的推进剂危险等级应符合使用要求,有毒排气产物不应超出国家有关标准。毒排气产物不应超出国家有关标准。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择l经济性经济性 所选取的推进剂应当价格低廉所选取的推进剂应当价格低廉,其组分容易其组分容易获得获得,一般不采用特殊的或不经济的质量控制方一般不采用特殊的或不经济的质量控制方法、加工技术和
14、贮存条件。法、加工技术和贮存条件。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第二节第二节 推进剂选择推进剂选择l发动机喷气尾流烟雾问题发动机喷气尾流烟雾问题 导弹除了自身要减少雷达波辐射、噪声辐射及红外辐导弹除了自身要减少雷达波辐射、噪声辐射及红外辐射外,还要减少烟雾排放。射外,还要减少烟雾排放。烟雾实质是悬浮于气体或空气中的凝聚态(液态或固烟雾实质是悬浮于气体或空气中的凝聚态(液态或固态)物质。推进剂燃烧后烟雾的来源是固体推进剂中金属态)物质。推进剂燃烧后烟雾的来源是固体推进剂中金属铝粉的燃烧产物铝粉的燃烧产物AlAl2 2O O3 3,以及作为推进剂的燃烧催化剂和稳以及作为推
15、进剂的燃烧催化剂和稳定剂的金属定剂的金属(铅、铜、铁、锡、铬等铅、铜、铁、锡、铬等)化合物的燃烧产物化合物的燃烧产物金属氧化物,以及推进剂中有机组分不完全燃烧而产生的金属氧化物,以及推进剂中有机组分不完全燃烧而产生的炭微粒,以上成为一次(初始)烟,另外,高氯酸盐氧化炭微粒,以上成为一次(初始)烟,另外,高氯酸盐氧化剂燃烧生成的氯化氢,在低温和一定湿度条件下生成白色剂燃烧生成的氯化氢,在低温和一定湿度条件下生成白色的烟,称为二次烟。的烟,称为二次烟。导弹发动机多媒体教学课件导弹发动机多媒体教学课件LOGO第三节第三节 装药装药 装药的主要任务是在燃烧室外形尺寸及质量装药的主要任务是在燃烧室外形尺
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