固体火箭发动机1资料
固体推进剂火箭发动机的基本问题(上册)
固体推进剂火箭发动机的基本问题(上册)目录11前言11第一章固体推进剂火箭发动机介绍——概论131．引言152．固体推进剂发动机的描述和发展简史172.1 现代固体推进剂发动机的描述172.2 发展简史213．分类233.1 第一级火箭发动机（助推器）243.2 用作末级的火箭发动机和用作空间飞行器的火箭发动机263.3 卫星的运载火箭283.4 探空火箭293.5 起制导和控制作用的辅助火箭发动机303.6 飞机助飞火箭发动机323.7 军事上的应用323.8 其它方面的应用354．固体推进的重要性375．本书内容简介50第二章喷管流动和特征参数581．准一元流理论——等熵膨胀621.1 引言621.2 准一元流方程的推导631.2.1 质量守恒631.2.2 动量守恒641.2.3 能量守恒661.3.1 简化的守恒方程681.3 等熵流动681.3.2 一种热容量为常数的单组分理想气体69 1.4 喷管流动721.4.1 等熵流动中的壅塞721.4.2 拉瓦尔喷管中的流动741.4.3 激波751.4.4 喷管中的非一元流791.4.5 喷管流动公式821.5 推力及火箭的性能参数831.5.1 推力公式的推导831.5.2 理论推力公式；最大推力841.5.3 推力系数851.5.4 特征速度871.5.5 比冲881.5.6 其它性能和设计参数902．多组分反应气流的影响912.1 引言912.2 冻结或平衡等熵流动912.2.1 冻结流动922.2.2 平衡流动952.2.3 平衡喷管流动与冻结喷管流动性能的比较96 2.3 松弛流动973．两相流动效应993.1 引言993.2 理论；对性能的影响1003.2.1 无颗粒滞后的两相流动1003.2.2 有颗粒滞后的两相流动方程1023.2.3 无因次滞后参数τ1043.2.4 大滞后极限τ》11063.2.5 小滞后极限τ《11073.2.6 关于τ等于中间值的数值计算1083.2.7 本章第3.2.2节内理论中所忽略现象的影响109 3.3 对喷管设计的影响1103.4 实验结果1114．喷管热交换1124.1 引言1124.2 无冷却喷管壁中的非稳态热传导1144.3 通过附面层的稳态湍流热交换1154.4 热交换的进一步考虑1185．关于其它偏离理想条件的讨论1205.1 非一元流对喷管性能和设计的影响1205.2 附面层的生成1225.3 喷气流分离1245.4 向外的排气流与周围环境的相互作用1256．推力矢量控制1276.1 引言1276.2 机械控制面1286.3 流体喷射1296.3.1 现象描述1296.3.2 理论分析1316.3.3 与实验结果的比较1326.3.4 喷射流体的选择1346.3.5 热气活门1356.4 机械式与流体喷射式推力矢量控制的比较135 7．固体火箭发动机与喷管设计新概念的配合问题135第三章固体推进剂性能1431．引言1461.1 混合比的定义1471.2 推进剂和燃烧产物的组分1501.2.1 推进剂——均质推进剂和异质推进剂1501.2.2 燃烧产物1572．理论性能计算1612.1 平衡组分方程1612.1.1 基本组分的定义1612.1.2 控制方程——原子守恒方程和化学平衡方程165 2.2 平衡组分的简化计算1712.2.1 气态燃烧产物1712.2.2 含有一种凝结物质的燃烧产物1762.3 计算平衡组分的一般方法1782.3.1 哈夫法1792.3.2 怀特法1832.3.3 布林克莱法1862.4 将布林克莱法应用于含H、Li、Be、B、C、Al、N、Cl、O 和F的推进剂的示例1912.5 推进剂性能的计算1962.5.1 平衡混合物热力学1972.5.2 性能计算——绝热火焰温度；性能计算的一般问题；冻结喷管流动的性能；平衡喷管流动的性能；影响系数；某些推进剂的性能2002.6 关于导致最大性能的固体推进剂组分的研究2122.6.1 关于高能燃烧剂添加剂的研究2122.6.2 关于粘结剂的研究2142.6.3 关于氧化剂的研究2152.6.4 关于液体喷射的研究2172.6.5 备注2173.1.1 以压力测量为依据的方法2183．性能的实验测定2183.1 实验室方法2183.1.2 以速度测量为依据的方法2193.2 火箭发动机实验2223.2.1 普通的实验台2223.2.2 发动机中气体流速的测量2254．理论与实验的比较227第四章发动机工作2301．引言2332．各种燃速规律2342.1 曾经提出过的燃速规律（某些参数的影响）2352.2 测定燃速的方法2393.1 端面燃烧药柱2423．发动机工作特性（压力和药厚随时间的变化）242 3.2 中心开孔的药柱2463.3 推进剂药柱的几何形状2543.4 球形药柱2683.5 双燃速固体推进剂药柱2713.6 关于发动机工作期间所得压力-时间曲线的备注281 4．在特定情况下发动机几何形状的最佳化2835．固体升华发动机2896．结束语292第五章稳态燃烧现象的实验研究2961．引言2972．双基均质推进剂的燃烧3002.1 研究均质固体推进剂的实验方法3012.2 实验结果3053．异质推进剂组分物理化学特性的确定3073.1 线性热分解率3083.1.1 测量装置3083.1.2 实验结果3153.1.2.1 燃烧剂3153.1.2.2 氧化剂3153.1.3 热分解测量的重要性3183.2 某些氧化剂的燃速3184．为分析异质固体推进剂燃烧机理而提出的模型实验323 4.1 氧化剂小球在气态燃烧剂气流中的燃烧3244.2 多孔芯燃烧器3304.3 气相中的化学反应动力学3344.4 压制的固体推进剂试件3354.5 金属的燃烧3425．关于异质推进剂燃烧机理的研究3445.1 直接方法3445.2 间接方法3555.2.1 低压区间3555.2.2 中等压力（5～50大气压）区间357 5.2.3 平台区间3615.2.4 高压（p＞100大气压）区间3645.3 关于燃烧区的总结365第六章固体推进剂稳态燃烧理论3711．气动热化学基本方程3741.1 引言3741.2 方程的由来3751.3 控制方程组的积分式3751.4 控制方程组的微分式3771.5 传递现象；反应率3791.6 热力学关系；变量数目的计算3821.7 交界面处的守恒条件3832．均质固体推进剂燃烧理论3852.1 绝热理论3852.1.1 简史3852.1.2 赖斯-金内尔及帕尔-克劳福德理论387 2.1.3 约翰逊-纳赫巴和斯波尔丁理论390 2.1.3.1 关于约翰逊-纳赫巴模型的定义390 2.1.3.2 控制气相问题的基本方程组3912.1.3.3 气相问题的边界条件3922.1.3.4 气相问题的无因次数学表达式3932.1.3.5 气相问题解的上下界3952.1.3.6 气相问题的迭代解3972.1.3.7 表面气化过程3992.1.3.8 无反向表面气化率定律的推导3992.1.3.9 表面平衡边界条件4012.1.3.10 中间表面边界条件4022.1.3.11 无反向表面气化过程的燃速与压力的依赖关系4042.1.3.12 约翰逊-纳赫巴关于过氯酸铵绝热燃速的研究结果4062.1.3.13 表面平衡的燃速随压力而变的关系4072.1.3.14 气相反应区的结构4102.2 非绝热理论4112.2.1 热损失的作用4112.2.2 热损失的类型4112.2.3 包括热损失的能量守恒方程4122.2.4 热损失对燃速影响的原因4132.2.5 热损失与表面温度的关系4142.2.6 在燃速分析中非绝热性所引起的修正4142.2.7 具有无反向表面率过程的非绝热分析4152.2.8 关于双特征值解的解释4172.2.9 约翰逊-纳赫巴非绝热理论与实验结果的比较417 2.2.10 具有表面平衡的非绝热性分析4193．复合推进剂某些组分的分解理论4203.1 引言4203.2 热板热分解理论4213.2.1 多孔板4223.2.2 不可穿透板4253.3 推进剂组分的热分解4253.3.1 燃烧剂组分4253.3.2 硝酸铵4263.3.3 过氯酸铵4284．异质固体推进剂燃烧理论4284.1 引言4284.2 两温概念4294.3 有关扩散火焰与预混火焰相互作用的概念4304.4 夹层燃烧模型4325．金属颗粒的燃烧理论4345.1 引言4345.2 各种燃烧金属性态的描述和分类4355.3 含有不挥发-不可溶氧化物的金属小球的燃烧理论438 5.3.1 稀异质扩散火焰4385.3.2 金属小球的燃烧4405.3.3 关于铝球燃烧改进的理论分析所应采用的假设4421976《固体推进剂火箭发动机的基本问题上》由于是年代较久的资料都绝版了，几乎不可能购买到实物。
中国固体火箭发动机型谱
中国固体火箭发动机型谱
中国固体火箭发动机型谱主要包括4型整体式和2型分段式固体火箭发动机。
这些发动机具有不同的直径和推力，以满足不同任务需求。
整体式固体火箭发动机方面，包括直径1.2米、2米、2.6米和3.5米等四种直径系列的产品。
其中，直径1.2米发动机已经在捷龙一号运载火箭等运载火箭中应用；直径2米系列固体发动机在我国长征系列首型全固体运载火箭长征十一号中使用；直径2.6米固体发动机主要用于捷龙三号等运载火箭；直径3.5米500吨推力发动机已研制成功，是目前世界上直径最大、推力最大的整体式先进固体发动机，使我国大型整体式固体火箭发动机技术步入到世界领先水平。
未来，3.5米系列固体发动机将用于捷龙四号等中大型运载火箭。
分段式固体火箭发动机方面，包括2米/2段式和3米/2段式、3.2米/3段式固体火箭发动机。
其中，2米/2段式固体发动机作为我国新一代中型运载火箭长征六号改固体助推动力，助推我国首型固液捆绑火箭已成功完成了3次发射。
这些固体火箭发动机的成功研制和应用，为我国的航天事业发展提供了强有力的支持。
未来，随着技术的不断进步和应用需求的增加，相信我国固体火箭发动机型谱还将不断完善和扩展。
1。
小型固体火箭发动机设计范本
小型固体火箭发动机设计范本一、选题背景固体火箭发动机是目前最常用的火箭发动机类型之一，广泛应用于航天任务、导弹发射和火箭模型等领域。
本设计旨在设计一款小型固体火箭发动机，以满足特定任务需求，并在设计中考虑到性能、可靠性和成本的平衡。
二、目标和要求1.发动机性能要求：推力在1000牛顿到2000牛顿之间，喷射速度在2000米/秒到3000米/秒之间。
2.发动机尺寸要求：整体尺寸不超过1米长、0.5米宽。
3.发动机重量要求：整体重量不超过100千克。
4.发动机寿命周期要求：能够达到5次可靠点火，并保证每次点火都能正常工作。
三、设计步骤1.确定燃料和氧化剂组合：根据推力和喷射速度要求，选择合适的燃料和氧化剂组合，如固体燃料中常见的黄色热塑性树脂和含氯氰酸铵的组合。
2.设计燃烧室和喷管：根据选定的燃料和氧化剂组合，设计合适的燃烧室和喷管，以确保燃烧反应能有效进行并提供足够的推力。
3.选取引信和点火系统：选择合适的引信和点火系统，以保证可靠点火和火箭发动机正常工作。
4.完善发动机结构：考虑到整体尺寸和重量要求，完善发动机的结构设计，并进行强度分析和材料选择。
5.进行样机制造和测试：根据设计结果制造样机，并进行静态测试和动态测试，以验证发动机的性能和可靠性。
6.优化设计：根据样机测试结果，进行设计参数的优化，以进一步提高发动机的性能和可靠性。
四、设计思路和核心技术1.燃烧室和喷管设计：通过数值模拟和流场分析，优化燃烧室和喷管的形状，以提高燃烧效率和推力。
2.高温材料选择：选择耐高温性能优良的材料，以确保火箭发动机能够在高温环境下正常工作。
3.点火系统设计：设计可靠的点火系统，解决点火延迟和点火不规则等问题，以确保每次点火都能成功。
4.结构强度设计：通过强度分析和材料选择，确保发动机在工作过程中不发生失效。
五、预期成果和推广应用1.设计出满足要求的小型固体火箭发动机样机，验证其性能和可靠性。
2.提供一种可行的小型固体火箭发动机设计思路和核心技术，为类似项目提供参考。
单室双推力固体火箭发动机
单室双推力固体火箭发动机说到“单室双推力固体火箭发动机”，这名字一听就感觉有点高大上，是不是？其实呢，它虽然名字复杂，但咱们一探究竟，你会发现它其实也不过就是一个“牛气冲天”的火箭引擎罢了。
想象一下，你在地面上看到一枚火箭，那轰轰烈烈的火焰喷射出来，速度飞快，像一颗陨星冲上天。
那背后，正是这种“单室双推力”的发动机在默默地发力。
要是想象得具体一点，就好像一辆车的发动机，它不仅能让你平稳行驶，还能在需要的时候给你加速。
别小看这种发动机，它可是有着两种不同推力模式的，简单来说，它既能在低推力的情况下慢慢提升，也能在高推力时让火箭飞得更远更快，真是“抛砖引玉”，干得漂亮。
说到这里，可能你会问：“这‘单室双推力’到底是什么意思？”嘿嘿，好问题！其实它就是把发动机的“推力”分成两档，一个低推力和一个高推力。
咋说呢？就好比是开车，你可以选择经济模式（低推力）慢慢开，也可以选择运动模式（高推力）加速。
火箭发射的时候，刚开始它的推力就不需要特别强，毕竟刚起步，慢慢来比较安全；而一旦过了大气层，飞得够高了，推力就可以全开，速度那是快得飞起，想想看，简直就是速度与激情的结合体。
没错，这样的设计让火箭能够更高效地利用燃料，既能节省成本，又能提高性能。
简直是“既能吃得了大餐，又不浪费每一口菜”。
这两种不同的推力，其实是通过发动机内部一个很巧妙的结构来实现的。
大家知道，固体火箭发动机的燃料是固体的，这种燃料不像液体那样可以调节流量，所以推力的变化就得靠一些聪明的设计来实现。
单室双推力发动机通常是通过调节喷管的开口大小，或者通过改变燃烧室的压力来控制推力。
虽然说起来有点复杂，但其实就是一个“猫腻”十足的小技巧，能让火箭在不同阶段发挥不同的能量。
也就是通过这种巧妙的调整，火箭才能在发射初期保持稳定的速度，在后期又能释放出强大的动力，真的是“无敌了”。
这样的发动机有什么优势呢？省事。
你想啊，火箭发射需要经过多个阶段，传统的发动机往往要换来换去，好像换了几个“心脏”，既麻烦又费钱。
单基固体火箭发动机
单基固体火箭发动机是一种使用单基推进剂的化学火箭发动机。
单基推进剂由燃料、氧化剂和其他添加剂组成的固态混合物。
由于其成分和制作工艺的特殊性，单基推进剂具有较高的燃烧效率和能量水平，因此被广泛应用于火箭发动机中。
单基固体火箭发动机由燃烧室、喷管和点火装置等组成。
在发动机工作时，单基推进剂在燃烧室内点燃后迅速燃烧，产生高温高压的燃气。
燃气经过喷管加速后以高速排出，产生推力。
由于单基推进剂的燃烧速度较慢，因此发动机的燃烧室和喷管设计需要更加精确和优化，以确保燃气的高效流动和排出的顺畅。
此外，单基固体火箭发动机也有一些优点。
首先，它的结构简单，易于维护和操作。
其次，由于单基推进剂的燃烧温度较低，发动机的寿命较长，可靠性较高。
最后，由于其推进剂是固态的，因此不需要加压或输送管线，使得发动机的重量较轻。
然而，单基固体火箭发动机也有一些缺点。
首先，其推进剂燃烧速度较慢，可能导致发动机的燃烧效率和推力较低。
其次，单基推进剂的能量水平相对较低，可能无法满足某些高能要求的应用场景。
最后，由于单基推进剂中包含一些有毒成分，因此在生产和处理过程中需要采取一定的安全措施。
总的来说，单基固体火箭发动机是一种具有优缺点、适用于特定应用场景的化学火箭发动机。
固体火箭发动机的结构设计
固体火箭发动机的结构设计首先是推进剂。
固体火箭发动机的推进剂一般采用固态燃料，其中主要成分是氧化剂和燃料。
氧化剂常用的有硝酸铵（AN）和高氯酸铵（HTPB），燃料常用的有铝粉、甲醇和己烷等。
推进剂的选择应根据任务需求和性能要求进行，并考虑安全性、稳定性和可靠性等因素。
其次是燃烧室。
燃烧室是推进剂燃烧的空间，它的设计需要考虑燃烧效率、压力和温度等因素。
燃烧室一般采用圆柱形，其内壁通常采用耐高温和耐腐蚀的材料，例如不锈钢或陶瓷材料，以保证燃烧室的工作寿命。
然后是喷管。
喷管是固体火箭发动机排放高温高压燃气的出口，其结构设计对于发动机的推力性能和效率影响较大。
喷管一般采用膨胀马赫数为2-3的衔接形状，以提高燃气的出口速度。
喷管的材料需要具有耐高温和耐腐蚀性能，并且需要考虑喷管的冷却问题，常见的冷却方式有内冷却和外冷却等。
最后是推进剂注入装置。
推进剂注入装置主要负责将推进剂输送到燃烧室中进行燃烧。
注入装置一般由推进剂储存器、进气阀门、控制系统等组成。
在设计时需要考虑推进剂的供给能力、工作可靠性和安全性等因素，并配备相应的控制系统，确保推进剂在燃烧室中的喷射量和速度的准确控制。
除了上述几个关键部分，固体火箭发动机的结构设计还需考虑整体的重量、尺寸和结构强度等因素。
例如，为了减轻整机重量，可以采用轻质材料制造发动机壳体，同时提高材料的强度；为了提高结构强度和耐振性能，可以采用复合材料或金属层合材料制造壳体，并进行合理的人工振动试验和计算分析。
总的来说，固体火箭发动机的结构设计需要综合考虑推进剂的选择、燃烧室、喷管以及推进剂注入装置等关键部分，以实现火箭的高效推力、稳定燃烧和可靠使用。
同时，还需要考虑发动机的重量、尺寸和结构强度等因素，以提高整体性能和安全性。
在实际应用中，还需要根据具体任务需求进行细化设计和实验验证。
固体火箭发动机燃烧室
固体火箭发动机燃烧室固体火箭发动机燃烧室是固体火箭发动机中最重要的部分之一，其功能是将固体燃料燃烧产生的高温高压气体转化为喷射推力，推动火箭飞行。
燃烧室的设计和制造对于火箭的性能和安全性具有至关重要的影响。
固体火箭发动机燃烧室通常由高强度、耐高温的材料制成，如合金钢、镍基合金等。
燃烧室内部有一定的结构，用于引导燃料和氧化剂的混合和燃烧，同时也能够耐受高温和高压的作用。
燃烧室的形状和尺寸会直接影响到燃料的燃烧效率和推力输出。
一般来说，燃烧室的形状可以分为锥形、圆柱形和碗形等多种形式，不同的形状会导致不同的气体流动特性和燃烧效果。
此外，燃烧室的尺寸也需要根据火箭的设计要求来确定，包括直径、长度和壁厚等参数。
在燃烧室内，燃料和氧化剂会在高温高压的环境下进行燃烧反应，产生大量的高温高压气体。
为了确保燃烧室的正常工作，燃烧室需要具备良好的冷却性能。
一般来说，燃烧室内部会设置一定的冷却结构，通过循环冷却剂或利用燃烧产物对燃烧室进行冷却，以保持燃烧室的工作温度在一定范围内。
燃烧室内的燃料和氧化剂的混合和燃烧过程是复杂而严峻的。
为了提高燃烧效率和推力输出，燃烧室的设计需要考虑燃料和氧化剂的均匀混合、燃烧速度的控制以及燃烧产物的排放等问题。
此外，燃烧室还需要具备良好的密封性能，以防止燃烧产物泄漏，确保火箭的安全运行。
固体火箭发动机燃烧室的工作过程可以简单描述为：当燃料和氧化剂混合后，点燃燃料，燃料在燃烧室内燃烧产生大量的高温高压气体，气体通过喷嘴喷出，产生的反作用力推动火箭运动。
燃烧室的设计和制造需要综合考虑燃料特性、氧化剂特性、火箭设计要求以及制造工艺等因素，以实现最佳的燃烧效果和推力输出。
固体火箭发动机燃烧室是固体火箭发动机中至关重要的部分，其设计和制造对于火箭的性能和安全性具有重要影响。
燃烧室需要具备良好的耐高温、耐高压和冷却性能，同时还需要考虑燃料和氧化剂的混合、燃烧和排放等问题。
通过科学合理的设计和制造，可以提高固体火箭发动机的燃烧效率和推力输出，推动火箭飞行。
固体火箭发动机组成
固体火箭发动机组成固体火箭发动机啊，就像是一个超级厉害的魔法盒。
你看它的燃烧室，那就是这个魔法盒的核心小天地，就像一个超级热辣的火锅锅底，燃料在里面燃烧得那叫一个热火朝天。
燃料呢，就像是一群超级热情的舞者，一被点燃就疯狂地舞动起来，释放出巨大的能量。
再说说喷管，这喷管就像是火箭的时尚喇叭裤脚。
燃料燃烧产生的高温高压气体就像一群被关了很久着急出门玩耍的小怪兽，它们一股脑地从这个喇叭裤脚冲出去，“呼呼”地冲向外面的世界，还发出超级响亮的咆哮声，仿佛在说“我们来啦”。
固体火箭发动机的药柱啊，那形状可是千奇百怪。
有的像一根粗壮的大柱子，感觉就像定海神针一样杵在那里，稳稳地提供能量。
还有的药柱形状弯弯扭扭的，像是在做瑜伽的小蛇，虽然形状奇特，但也是能量满满。
点火装置就像是火箭发动机的小闹钟。
平时安安静静的，一旦到了设定的时间，就“叮”的一下把燃料这个大懒虫叫醒，然后燃料就开始它的燃烧狂欢派对。
发动机的壳体呢，就像是一个超级坚强的保镖。
不管里面的燃料燃烧得多么疯狂，不管那些高温高压气体怎么折腾，它都稳稳地把大家保护在里面，就像一个铁桶一样，纹丝不动。
固体火箭发动机还有很多小部件，它们就像是一个超级乐团里的各种乐器。
每个部件都有自己的任务，少了谁都不行。
有的像鼓手，负责敲打出节奏，也就是控制燃烧的节奏；有的像小提琴手，让整个发动机的运行更加和谐。
它产生的推力啊，那简直大得像有无数只无形的大手，把火箭这个大胖子用力地往天上推。
感觉就像是要把火箭扔到外太空去和星星做朋友一样。
要是把固体火箭发动机比作一个人的话，那它肯定是个大力士。
肌肉发达，能量无限，带着火箭这个小伙伴勇往直前，冲向那神秘的宇宙深处。
而且它还是个急性子，一旦启动就马不停蹄地干活，一点都不偷懒。
这个小小的发动机里面可是藏着大大的宇宙奥秘。
就像一个小小的魔法口袋，虽然看起来不大，但是能掏出无数令人惊叹的奇迹。
每一次它的启动，都像是一场盛大的烟花表演的开始，带着火箭在天空中划出一道美丽的弧线，向着未知的太空探索前进。