微型固体火箭发动机设计与制造关键技术研究

微型固体火箭发动机设计与制造关键技术研究_2微型发动机关键技术基础_22_41[1]

2微型发动机关键技术基础固体火箭发动机一般由燃烧室、主装药、点火器和喷管等部分组成。

燃烧室是储存推进剂的容器，又是进行燃烧的空间，不仅要有足够容量，还要有承受高温、高压的能力。

大都数燃烧室都做成圆柱形，成为整个飞行器受力的一部分。

主装药是由固体推进剂制成的，其中包括有燃烧剂、氧化剂和其它组分，是发动机工作的能源和工质源。

主装药直接放置于燃烧室中，它同燃烧室的结合方式可以是可分解的自由装填式，也可以是贴壁浇铸、与燃烧室粘结成一体。

点火器用于点燃主装药，使发动机顺利起动，其中有接受起动信息就开始工作的始发器如电发火管，还有相当数量的点火药。

喷管是燃烧室内高温高压燃气的出口。

一方面控制燃气的流出，保持燃烧室内燃气有一定的压强；另一方面通过喷管的膨胀加速，将燃气的热能转化为燃气流的动能，以很高的速度向后喷射出去，产生反作用推力。

为了使燃气流动从亚声速加速到超声速，喷管通道都采用先收缩后扩张的拉瓦尔喷管。

微推力器的结构也应该包括这几个部分，为了减小整个推力器的体积和质量并考虑他的特殊用途，其设计、制造又不同于传统的火箭发动机。

2.1微型发动机材料适应性评估2.1.1概述固体火箭发动机的材料根据功能可分为结构材料和功能材料两大类。

常规尺度固体火箭发动机结构材料主要有金属和非金属复合材料两类，前者主要有低合金超高强度钢、钛合金、铝合金等，后者主要有玻纤/环氧、碳纤维/环氧、芳纶纤维/环氧等。

功能材料主要包括耐高温抗烧蚀材料，如钨渗铜、石墨；绝热材料，如三元乙丙橡胶、碳/酚醛等；密封材料，如柔性石墨、硅橡胶腻子等；粘接剂材料，如环氧树脂、聚酰亚胺等。

毫米尺度发动机受尺度的限制，往往一种材料需兼具几种功能，既要以其力学性能满足强度的要求，又要兼具功能材料的热防护、密封等功能。

比如发动机燃烧室，受尺寸限制很难像大发动机一样采用金属壳体加非金属绝热层的结构，其材料必须具备导热系数低、高温强度高、抗高温的性能；喷管结构受尺寸的限制，也难以采用大发动机常用的喉衬、背衬、壳体这样的多层复合结构，往往只能以一种材料制造成一体的结构。

1.4米直径火箭发动机

1.4米直径火箭发动机1.引言1.1 概述火箭发动机是现代航天技术中不可或缺的重要组成部分，它是实现火箭推动的关键设备。

火箭发动机通过喷射高速排出的燃气，实现了火箭的推进力，进而推动火箭在空中飞行。

作为航天技术的基础和核心，火箭发动机的直径成为了衡量其性能和能力的重要指标之一。

其中，1.4米直径火箭发动机是一种具有中等尺寸的发动机型号。

与其他尺寸的火箭发动机相比，1.4米直径的火箭发动机具有很好的平衡性能和适应性，可以适用于多种大小的火箭，从小型运载火箭到中型探测器等。

1.4米直径火箭发动机的设计与制造过程相当复杂，需要考虑多个因素，如燃烧室的结构、燃料的选择、喷管的形状等。

同时，它也需要满足高性能、高可靠性和环境适应性的要求。

这些要求既来自于航天技术的发展需要，也来自于确保航天器的安全和可靠性。

随着航天技术的不断发展，1.4米直径火箭发动机的应用领域也在不断扩大。

它可以广泛用于人造卫星的发射、深空探测器的推进、国际空间站的建设等。

同时，它还可以为航天器提供推力，使其能够超越地球引力，进而实现星际旅行的梦想。

总之，1.4米直径火箭发动机作为现代航天技术中的重要组成部分，具有重要的应用价值和发展前景。

通过不断的研究和改进，我们有信心在未来实现更高性能、更可靠的1.4米直径火箭发动机，为人类探索宇宙、发展航天事业做出更大的贡献。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分需要对整篇文章的组织架构进行介绍，可以包括以下几个方面的内容：1. 引言：简要描述文章的背景和主题，引起读者的兴趣。

2. 正文：主要部分，包括对火箭发动机的作用和分类进行详细阐述。

3. 结论：总结全文的核心观点，并对火箭发动机的重要性和发展前景进行总结和展望。

在文章结构部分，需要明确指出正文部分主要包含对火箭发动机的作用和分类的分析，以及结论部分对火箭发动机的重要性和发展前景的评估。

同时，可以适当提醒读者注意正文内容的重点，以帮助读者更好地理解文章内容。

航空航天工程师的火箭发动机设计和研发

航空航天工程师的火箭发动机设计和研发航空航天工程师作为航空航天领域中一项重要的职业，负责火箭发动机设计和研发工作。

火箭发动机作为火箭运行的核心部件，其设计和研发的重要性不言而喻。

本文将以航空航天工程师视角，探讨火箭发动机设计和研发的关键环节及挑战。

一、火箭发动机的重要性和基本原理火箭发动机作为火箭运行的动力装置，其性能的好坏直接决定了火箭的运行效率和载荷能力。

火箭发动机的基本原理是利用推力产生作用力，使火箭获得加速度并克服重力，从而实现飞行任务。

火箭发动机的主要组成部分包括燃烧室、喷管、燃料和氧化剂供应系统等。

燃料和氧化剂在燃烧室内经过反应产生高温高压的气体，通过喷管的喷射作用产生后向的推力，推动火箭向前飞行。

二、火箭发动机设计的关键环节火箭发动机设计涉及多个关键环节，包括推进剂选择、喷管设计、初始参数确定和结构设计等。

这些环节相互关联，共同影响火箭发动机的性能和可靠性。

1. 推进剂选择推进剂是火箭发动机燃烧过程中所用的燃料和氧化剂的混合物。

不同推进剂的选择直接影响火箭的性能和特性。

一般而言，液体推进剂相较固体推进剂具有更高的推进效率和可调节性，但也带来了燃料供应和控制系统的复杂性。

2. 喷管设计喷管作为火箭发动机中的关键部件，其设计直接决定了排气的流速和喷射角度，从而影响火箭的推力和效率。

合理的喷管设计可以提高燃气扩张的效果，减小排气速度的损失，并降低重量和材料成本。

3. 初始参数确定初始参数的确定包括燃烧室压力、燃料和氧化剂的供应速率等。

这些参数的选取直接影响着火箭发动机的燃烧效率和推力性能。

合理的初始参数选择需要综合考虑火箭发动机的设计要求和实际工况，并通过模拟和试验验证其可行性。

4. 结构设计火箭发动机的结构设计包括材料选择、附件设计和冷却系统设计等。

材料的选择需要考虑其耐高温、耐压和耐腐蚀等特性，以及生产成本和可靠性等因素。

附件的设计包括点火装置、供氧系统和冷却系统等，这些附件需要与火箭发动机的主要部件协调配合，确保整个系统的稳定工作。

流量可调固体火箭发动机的研究现状

流量可调固体火箭发动机的研究现状固体火箭冲压发动机研究冲压发动机的概念始于1913年，经过100多年的发展，在导弹推进系统设计中已经占据很大比例[4]。

在二十世纪五十年代期间，科研工作者在研究中提出了固体火箭冲压发动机的概念，随后的几十年里，固体火箭冲压发动机技术的发展时断时续，没有取得很明显的成果。

由于现代化战争对高科技武器的需求越来越大，世界各国对新一代战术导弹对动力装置的要求提高了很多，因此掀起了有关固体火箭冲压发动机新一轮的研究热潮，其中最为耀眼的是流量可调固体火箭冲压发动机。

法国最先开展了冲压发动机的研究，相关研究单位也开始致力于流量可调固体火箭冲压发动机的研究，率先组织人力物力探索了变喉面式等流量可调固体火箭冲压发动机。

28956二十世纪八十年代，美国开始探讨了流量可调固体火箭冲压发动机用于战术导弹的可行性，并展开了相应的推进剂装药和流量调节控制技术的研究工作。

由于经济、政治等多方面的因素，相关的技术研究工作流产，但从事科学研究的人员仍然取得了丰硕的成果[4]。

近几年中，美国军方正计划改进AIM-120导弹的推进系统，增大导弹的机动性，提高导弹的综合性能，其中就采用了流量调节技术。

论文网著名的流星（Meteor）导弹，它的推进系统就是整体式燃气流量可调的固体火箭冲压发动机，流星导弹采用含硼高能富燃固体推进剂和滑环阀流量调节装置。

其关键技术就是应用燃气流量可调固体火箭冲压发动机，这就保证该弹在很大的飞行包络内都能够保持稳定工作。

该弹从XX年开始研制， XX年Meteor超视距空空导弹在瑞典北部的RFN试验场进行了首次发射试验并获得成功，上世纪七十年代，德国也开始了对含硼推进剂的固体火箭冲压发动机的相关研究。

近年来，中国也开始流量可调固体火箭冲压发动机的研究工作，航天科工集团三院31所采用滑盘阀燃气流量调节的方法初步实现了流量可调性，并进行了地面点火热试验。

具体来说：通过传动机构控制锥形阀头在喉部的位置来改变喉部面积，进而改变燃烧室内的平衡压强和喷管质量流率。

小型固体火箭发动机尾部点火设计与实验

虑，电发火管点火方案作为优选方案，通过发动机点火试验的成功考核。将并
关键词：固体火箭发动机；烧；部点火；火器；火压强燃尾点点中图分类号：Ｊ５Ｖ４５６Ｔ５；３．文献标识码：Ａ文章编号：０７７１（０６０ —０１０１０ —８２２０）２０５ —４
ａｎａｃｐｄｂｌｋｏｗｄｅｓｔｍｏｒｅ．ＩｔｏｐｅｓｕｒａｃｏｓｎａｒｔｒｏｎｏｇｎｔｎｇｔｏｐｌｎｔＢａｅｒａｈｅａｃｇｎｉｉｎｒｓｅｗｓｈｅｓａｃｉｅｉｆｉｉｉｈｅｐｒｅｌａ．ｓｄｏｎｔｅｅｅｉｅａｏｍｕｌｏｒ —ｇｎｔｏｎｄｉ，ｈｅｉｉｉｌａｍｏｃａｓｏｆａｓａｌｓｉｏｋｅｏｏｒｗｉｈｅｎａｎｈｘｐｒｍｎｔｌｆｒａｏｆｆｅｉｉｉｅｓｇｎｔｎｔａｒｅｍｓｍｌｏｌｄｒｃｔｍｔｔｄ— ｄ— ｌｔｒｂｎｉａｎａｄａｔｉｉｉａａｅａｌｕｒｎｇｇｒｉｎｆ—ｇｎｔｏｎｍｎｎｅｒｗａｓｅｔｍａｅｉｓｌ．ＡｉｕｌｔｏｎｃｓｉｔｄｆｒｔｙｓｍａｉｏｍｂｔｏｎｃｕｓｉｏｎｔｉｒｗａｓｍａＯａｎｅｄｅｔｏｂａｉｈｅｉｎｉｉｎｈａａｃｅｉｔｃｈｅｉｎｉｅｔｎｔｇｔｏｃｒｔｒｓｉｓｏｆｔｇｔｒ，ｓｈａｈｅｉｔｏｎｐｅｋ，ｔｅｄｌｙｔｍｅ，ａｈｅｎｎｇｍａｅｕｃｓｔｇｎｉｉａｈｅａｉｎｄｔｅｏｐｉｎｎｒｏｆｈｅｔｎｏｚｅｌｕｒ．Ｔｈｅｇｎｔｏｎｅｔｏｆｈｐｉｅｓｇｎｉｉｎｚｌｃｏｓｅｉｉｉｔｓｓｔｅｒｍｒｉｔｏｍａｎｒｎｄｌｃｒｃ—ｑｕｉｉｎｉｉｍａｅｒｔｎｅａｅｅｔｉｓｂｇｔｏｎｎｎａｄｉｆｅｏｆｅｒｎｔｃｎｄｉｉｎｓｗｅｒｔｅｅｐｅｔｖｙ．Ｔｈｅｕｌｓｉｄｉａｅｈｔ，ｔｔｏｅｓｕｄｉｄｒｓｃｉｅｌｅｒｓｔｎｃｔｄｔａｈｏｕｈｅａｏｒｅｍａｓａｈｅｓｍｅ，ｇｈｔｍｃｓｗｓｔａｔｅｇｎｉｉｐｅｓｅ。ｔｉｔｏｄｅａｙｎｄｐｅｅｄａｎｒｔｅｏｚｌｃｏｕｒｗｅｅｆｅｅｎ．Ｆｉｌｙ，ｔｅｈｉｔｏｎｒｓｕｒｈｅｇｎｉｉｎｌａｏｎｍｎｅｏｆｈｎｚｅｌｓｅｒｄｉｆｒｔｎａｌｈｅｌｃｒｃｓｉｉｉｉｍａｅｒｗａｒａｄｄａｔｓｔｌｃｉｅｄｕｅｔｔｔｏｕｇｏｆｅｉｂｉｉｙａｅｔｉ— ｑｕｂｇｎｔｏｎｎｎｓｅｇｒｅｓｈｅｕｉａｂｅｈｏｃＯｈｅｈｈｔｒｌａｌｔｎｄｍａｉａｎａｌｔｏｒｔｅｓｉｏｋｅｏｔｄｃｃｄｉｏｔｏｆｍｏｏｒｉｎｉｉｎｓｃｓｆｌｎｔｉｂｉｉｙｆｈｏｌｒｃｔｍｏｒａｎｈｅｋｅｎａｌｔｇｔｏｕｃｅｓｕｌｙ．ｄＫｅｗｏｒｓ：ｓｉｏｃｅｏｏｙｄｏｌｄｒｋｔｍｔｒ；ｃｏｍｂｔｏｎ；ａｆ—ｇｎｉｉｕｓｉｔｉｔｏｎ；ｉｔｏｅｖｃｇｎｉｉｎｄｉｅ；ｉｉｉｒｓｕｒｇｎｔｏｎｐｅｓｅ

固体火箭发动机设计

固体火箭发动机设计固体火箭发动机是一种使用固态燃料进行推进的发动机，由于具有结构简单、推重比高、可靠性强等优势，在航天领域得到广泛应用。

在设计固体火箭发动机时，需要考虑燃料和氧化剂的选择、发动机结构设计以及推进剂的燃烧过程等方面的因素。

首先，根据固体火箭发动机的要求，需要选择适合的燃料和氧化剂。

一般来说，固体火箭发动机采用的燃料有含有铝、镁、聚合物等材料的复合燃料，其中铝作为还原剂能够提供充分的热量，而氧化剂一般采用高氧化性的化合物，如高含氧量的盐类或硝化剂。

燃料和氧化剂的选择需要考虑燃烧性能、密度、稳定性以及成本等因素。

其次，发动机的结构设计是固体火箭发动机设计的重要环节。

发动机通常由燃烧室、喷管和推进剂组成。

燃烧室是燃料和氧化剂发生燃烧反应的地方，其结构设计需要考虑燃烧效率、传热性能以及承受高压等因素。

喷管是将高温高压气体排出的部分，其设计需要考虑喷管内流场的完善，以提高气体的排出效率。

推进剂则是发动机中起到储存燃料和氧化剂的作用，其设计需要考虑贮存容量以及密封性。

此外，推进剂的燃烧过程也是固体火箭发动机设计中需要考虑的重要因素。

在发动机运行时，燃料和氧化剂发生燃烧反应，产生大量的高温高压气体，并从喷管中排出。

这个过程涉及到燃料和氧化剂的燃烧速度、压力变化以及燃料质量的消耗等因素，需要通过合理的设计来控制。

最后，固体火箭发动机的设计还需要考虑一些其他因素，如发动机的可靠性、重量、结构强度等。

在现代航天技术的发展下，通过模拟和优化设计等手段，可以得到更合理和高效的固体火箭发动机设计。

总之，固体火箭发动机设计需要考虑燃料和氧化剂的选择、发动机结构设计以及推进剂的燃烧过程等多个因素。

通过合理的设计，可以使固体火箭发动机在航天领域发挥出较好的性能。

固体火箭发动机ICT局部重建算法研究的开题报告

固体火箭发动机ICT局部重建算法研究的开题报告开题报告题目：固体火箭发动机ICT局部重建算法研究一、选题背景和意义固体火箭发动机是火箭发动机的一种，与液体火箭发动机相比，具有体积小，质量轻，结构简单，易于操作等优点，因此在航空航天领域中得到了广泛应用。

在固体火箭发动机的生产和使用过程中，为了保证发动机的质量和性能稳定，需要对发动机的内部结构进行ICT（内部检测控制）检测。

然而，随着固体火箭发动机的不断进化和更新，其内部结构也越来越复杂，传统的ICT检测方法已不能满足实际需求，因此需要研究新的ICT局部重建算法，提高发动机内部检测的准确性和效率。

二、研究内容本研究旨在以固体火箭发动机为研究对象，通过研究ICT局部重建算法，在保证ICT检测准确性的基础上提高检测效率。

具体研究内容如下：1.固体火箭发动机ICT局部重建技术研究。

对固体火箭发动机ICT局部重建技术进行研究，探究ICT局部重建的基本原理和方法。

同时，对现有的ICT局部重建算法进行优化改进，提高算法的准确性和效率。

2.固体火箭发动机ICT局部重建算法设计和实现。

根据研究成果，设计出适用于固体火箭发动机的ICT局部重建算法，并编写实现程序。

3.固体火箭发动机ICT局部重建算法性能测试与分析。

测试设计的ICT局部重建算法，比较不同算法的综合性能，并进行分析。

三、研究方法本研究采用以下研究方法：1.文献研究法。

对固体火箭发动机ICT局部重建技术和算法的相关文献资料进行深入研究。

2.实验研究法。

在实验室模拟固体火箭发动机的ICT检测场景，对设计的ICT局部重建算法进行测试和验证。

3.数学模型。

以ICT局部重建技术为基础，建立数学模型，对局部重建算法的实现过程进行分析和优化。

四、研究进度安排本研究的具体进度安排如下：1.文献研究、调研（1个月）。

2.固体火箭发动机ICT局部重建技术研究（2个月）。

3.固体火箭发动机ICT局部重建算法设计与实现（3个月）。

一种微型固体火箭发动机[实用新型专利]

专利名称：一种微型固体火箭发动机
专利类型：实用新型专利
发明人：胡松启,刘凯,张斌,吴素丽,刘迎吉申请号：CN201120047439.1
申请日：20110224
公开号：CN201972812U
公开日：
20110914
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种微型固体火箭发动机，其结构由四部分组成：包括喷管层、点火电阻丝、燃烧室层和端盖层；其中喷管层和燃烧室层粘合在一起；点火电阻丝和喷管层粘合在一起；燃烧室层与端盖层粘合在一起；喷管层、燃烧室层和端盖层均通过MEMS技术由硅片制成；组成的若干微型固体火箭发动机集成在一块芯片上。

本实用新型一种微型固体火箭发动机结构较为简单，喷管为一个不可分的整体，对工艺要求较低，易于加工；安装操作方便，并且具有较高的总冲。

申请人：西北工业大学
地址：710072 陕西省西安市友谊西路127号646信箱
国籍：CN
代理机构：西北工业大学专利中心
代理人：杨国文
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固体火箭发动机设计优化参数驾驭技术与应用研究——设计空间确定算法及快速优化方法

足系统约束的“ 色走廊” 最终获得各设计变量取值范围，绿，即为有效设计空间。基于试验设计和坐标轮换法的设计优化
参数驾驭快速优化方法，先通过试验设计对设计空问进行粗略探索，选较好的设计初始点；得到的初始点出发，用首优从应
欧海英，晓宇，李李洪伟，国涛朱
（海军航空工程学院青岛分院，岛２６４）青６０１
摘要：计空问确定算法首先指定一个粗略设计空间，后利用设计优化驾驭机制逐步调整设计变量值，其进入满设然使
坐标轮换思想进行设计优化，中设计变量优选顺序和单变量优化方向，其由设计人员运用设计优化参数驾驭手段．融合设计知识经验进行，最终获得一个或多个较优解。用于高压强固体火箭发动机的设计优化，设计空间确定算法使有效设计空间大大缩小，化效率提高３％。快速优化方法使设计优化过程完全透明，优４可用于发动机初步方案设计阶段，快速获得多
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Ｄｅｉｎｑｕｃｐｔｍｉａｉｎｍｅｈｏｓｇｐｃｓｅｔｉｄａｉｈｔｃａｉｋｏｉｚｔｏｔｄ
０Ｕｉｙｎｇ，ＩＸｉｏ—ｕ，ｎ — ｉＺＨＵＧｕ —ａＨａ — ｉＬａｙＬＩＨｏｇｗｅ，ｏｔｏ
组较优设计方案。
关键词：固体火箭发动机；设计优化；参数驾驭；设计空间确定；快速优化
中图分类号：４５Ｖ３文献标识码：Ａ文章编号：０６２９（０９０－６ｌ５１０－７３２０）６１－００

固体火箭发动机人工脱粘技术研究进展

固体火箭发动机人工脱粘技术研究进展固体火箭发动机是一种重要的航天推进系统，其可靠性和性能直接影响着航天器的发射成功率和任务完成能力。

然而，在长时间贮存后，固体火箭发动机中的推进剂和粘结剂之间会产生脱粘现象，给发动机的可靠性和性能带来潜在隐患。

因此，关于固体火箭发动机人工脱粘技术的研究成为了航天领域中一项重要的课题。

本文将介绍固体火箭发动机人工脱粘技术的研究进展，并分析其在提高发动机可靠性和性能方面的应用前景。

一、背景介绍固体火箭发动机是一种使用固体推进剂作为燃料的火箭发动机，由于其工作原理简单、结构稳定且可靠性高等优点，被广泛应用于航天领域。

然而，固体火箭发动机中使用的推进剂和粘结剂在长时间贮存过程中，容易产生脱粘现象，降低了发动机的可靠性和性能。

因此，研究固体火箭发动机人工脱粘技术已经成为了航天领域一个备受关注的领域。

二、脱粘机理分析固体火箭发动机中的脱粘现象主要是由于推进剂和粘结剂之间的界面结合力不足造成的。

推进剂在长时间贮存后，可能会发生物理和化学变化，使得其与粘结剂之间的结合力下降。

此外，环境因素（如温度和湿度的变化）、加速老化试验和运输振动等也可能导致发动机出现脱粘现象。

因此，人工脱粘技术的研究旨在提高推进剂和粘结剂之间的结合力，防止脱粘现象的发生。

三、人工脱粘技术研究进展1. 表面处理技术表面处理技术是固体火箭发动机人工脱粘技术中的一种常用方法。

通过对发动机内部表面进行特殊处理，如冲击研磨、喷砂、喷涂等，可以增强推进剂和粘结剂之间的结合力，减少脱粘现象的发生。

研究表明，合适的表面处理技术可以提高结合强度，并延缓粘结剂老化速度，从而提高火箭发动机的可靠性和性能。

2. 粘结剂改进技术为了克服固体火箭发动机脱粘现象带来的影响，研究人员还广泛探索了粘结剂改进技术。

这些技术包括添加新的助剂、调整粘结剂成分、优化配方等。

通过改进粘结剂的性质和结构，可以提高其与推进剂之间的结合力，增强粘结界面的稳定性，从而减少脱粘现象的发生。