粒子沖刷條件下固體推進(jìn)劑燃燒特性試驗(yàn)研究.pdf

1、導(dǎo)彈在起飛和強(qiáng)機(jī)動過程中會產(chǎn)生較高的過載，對于采用含金屬推進(jìn)劑的發(fā)動機(jī)來說，這將改變發(fā)動機(jī)內(nèi)凝相粒子的運(yùn)動規(guī)律，引起凝相粒子在發(fā)動機(jī)內(nèi)局部高度聚集并形成高濃度粒子流，從而影響發(fā)動機(jī)的工作性能。在過載條件下，高濃度粒子流可能在推進(jìn)劑燃燒表面聚集、結(jié)團(tuán)，進(jìn)而影響固體推進(jìn)劑的燃燒規(guī)律。本文對粒子沖刷條件下固體推進(jìn)劑的燃速特性進(jìn)行了研究，開展了不同顆粒濃度和沖刷速度條件下多種固體推進(jìn)劑的燃燒試驗(yàn)，分析了粒子濃度、粒子速度、氣相沖刷速度等因素對推

2、進(jìn)劑燃速的影響，揭示了沖刷條件下推進(jìn)劑燃速變化規(guī)律，為燃燒模型的建立提供了試驗(yàn)依據(jù)。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： 1、基于X射線實(shí)時熒屏分析技術(shù)(RTR)，設(shè)計了固體推進(jìn)劑燃面退移過程的動態(tài)測量試驗(yàn)裝置。該試驗(yàn)裝置可對粒子濃度、沖刷速度以及氣相速度等參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。 2、對設(shè)計的試驗(yàn)器進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，獲得了不同沖刷角度和調(diào)節(jié)件直徑下粒子的沖刷速度、濃度和氣相速度，為試驗(yàn)結(jié)果的分析提供了依據(jù)，也對設(shè)計的試驗(yàn)器進(jìn)行了驗(yàn)證。

3、 3、對丁羥和NEPE兩種固體推進(jìn)劑開展了不同沖刷條件下的試驗(yàn)研究，獲得了沖刷條件下推進(jìn)劑燃面的動態(tài)變化過程圖像，應(yīng)用圖像處理技術(shù)，獲得了推進(jìn)劑試件不同位置的平均燃速。與無沖刷的靜態(tài)燃速相比，沖刷條件下兩種推進(jìn)劑的燃速均有不同程度的增大。丁羥推進(jìn)劑比NEPE對粒子沖刷更敏感。 4、試驗(yàn)結(jié)果表明，沖刷條件下導(dǎo)致推進(jìn)劑燃速大幅度增加的主要因素是粒子的沖刷速度；在基本相同的氣相速度下，純氣相沖刷也能使燃速增大，但增加幅度小于含粒子

4、的沖刷；而粒子濃度對燃速的影響不大。粒子速度對燃速的影響存在明顯的界限效應(yīng)，粒子沖刷速度低于21州s時，粒子沖刷不會對推進(jìn)劑燃速產(chǎn)生顯著影響。 5、運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立了粒子沖刷條件下的固體推進(jìn)劑燃燒模型，校驗(yàn)結(jié)果表明模型預(yù)示值與試驗(yàn)值的相對誤差小于4﹪，驗(yàn)證了模型的準(zhǔn)確性。采用建立的燃燒模型研究了粒子速度和氣相速度對燃速的影響，得到了與試驗(yàn)結(jié)果相一致的結(jié)論。 研究結(jié)果將為高過載固體發(fā)動機(jī)的設(shè)計和工作安全性評估提供基