固體火箭發(fā)動機使用工程

前言

固體火箭發(fā)動機具有結構簡單、體積小、發(fā)射準備工作量少等一系列優(yōu)點，因此廣泛應用于各類導彈的推進裝置。對于一臺設計完善、制造合格的固體火箭發(fā)動機，隨著存儲時間的增加，其裝藥由于老化作用，化學性能和力學性能會有所變化；在發(fā)動機運輸、存儲和勤務處理過程中，藥柱可能會產生裂紋，各粘接界面可能出現脫粘等各類缺陷；另外，隨著高能、高燃速推進劑的發(fā)展和使用，發(fā)動機危險l生事故有所增加。這些問題的存在，可能導致導彈存儲和發(fā)射時發(fā)生下述事故：（1）由于化學性能變化，使裝藥燃速發(fā)生變化；如果燃速太慢，會導致發(fā)動機推力不足，使導彈發(fā)射失?。蝗绻妓偬欤瑫谷紵胰細鈮簭娞?，導致發(fā)動機爆炸。（2）裝藥力學性能下降和各類缺陷的存在，可能導致發(fā)動機點火時裝藥結構的破壞，其后果是燃面面積大幅度增加，燃燒室燃氣壓強急劇升高，引起燃燒室爆炸。（3）在運輸過程和勤務處理時，受外界環(huán)境的影響作用，發(fā)動機意外點火或者爆炸。為解決發(fā)動機使用過程存在的問題，避免上述惡性事故，固體火箭領域的技術人員進行了大量的研究工作，形成了固體火箭發(fā)動機無損檢測、缺陷危險性分析、發(fā)動機服役壽命預估、發(fā)動機安全特性、發(fā)動機維護和修理等一系列全新的研究方向。但至今為止，尚未有全面、系統(tǒng)地闡述發(fā)動機使用工程的專門著作問世。為深入開展固體火箭發(fā)動機適用性、可靠性、安全性、耐久性和經濟性的研究工作，提高我國固體火箭發(fā)動機的使用水平，依托我們近十幾年的研究成果，并參考了大量的國內外文獻，編著了本書。書中第1章、第6章由邢耀國編著，第2章、第3章、第4章由董可海編著，第5章、第9章由沈偉編著，第7章、第8章由劉海峰編著。全書由邢耀國最后審定。感謝作者指導的研究生楊永忠、李高春、熊華、王立波、譚曉明’、李亞飛、薛魯強、金廣文、謝方寬、戢治洪、丁彪等同志，作者從他們的學位論文中引用了很多有用的資料。感謝袁書生教授對本書全部內容進行了審閱。限于作者的水平和經驗，書中一定有缺點和錯誤，歡迎讀者批評指正。

內容概要

本書系統(tǒng)地論述了固體火箭發(fā)動機使用中的基本理論和相關的技術問題。全書共九章，前兩章主要闡述了固體火箭發(fā)動機和固體推進劑的基礎理論和知識；后七章包括發(fā)動機裝藥全壽命載荷歷程分析、發(fā)動機壽命評估、發(fā)動機安全特性、裝藥缺陷及其危險性分析、發(fā)動機無損檢測、發(fā)動機實驗、發(fā)動機維護和修理等內容，基本上反映了進入21世紀以來國內外該領域的研究水平?！　”緯鴶祵W處理與物理概念并重、基礎與專題并重、立足于發(fā)動機使用實踐、便于自學，可作為固體火箭發(fā)動機專業(yè)研究生的教材或參考書，亦可供相關專業(yè)研究人員和高年級本科生參考。

書籍目錄

第1章 固體火箭發(fā)動機概論 　1．1 噴氣式推進裝置的分類 　1．2 固體火箭發(fā)動機的基本結構與工作過程 　1．3 固體火箭發(fā)動機的特點 　1．4 固體火箭發(fā)動機的主要參數和內彈道方程 　1．5 固體火箭發(fā)動機的應用 　參考文獻 第2章 固體推進劑 　2．1 推進劑的分類與組分 　2．2 固體推進劑的性能 　2．3 固體推進劑的老化特性 　2．4 固體推進劑的粘彈特性 　2．5 固體推進劑的累積損傷理論和實驗研究 　參考文獻 第3章 固體火箭發(fā)動機裝藥全壽命載荷歷程分析 　3．1 固化降溫過程的載荷 　3．2 公路運輸中的載荷 　3．3 鐵路運輸過程中的載荷 　3．4 貯存過程中的載荷 　3．5 發(fā)動機工作過程中的載荷 　參考文獻 第4章 固體火箭發(fā)動機壽命評估 　4．1 引言 　4．2 固體火箭發(fā)動機的失效模式 　4．3 發(fā)動機設計階段的壽命評估方法——加速老化法 　4．4 發(fā)動機服役過程中壽命評估的方法 　參考文獻 第5章 固體火箭發(fā)動機的安全特性 　5．1 概述 　5．2 固體火箭發(fā)動機危險性表征和主要激勵 　5．3 固體推進劑的引爆理論和感度 　5．4 破壞效應 　5．5 發(fā)動機危險等級和評定 　5．6 提高固體火箭發(fā)動機使用安全性能的途徑 　參考文獻 第6章 裝藥缺陷及其危害性分析 　6．1 裝藥常見缺陷及其在發(fā)動機工作過程中的理化現象 　6．2 裝藥裂紋腔中火焰的傳播和燃燒過程 　6．3 燃燒條件下裂紋擴展的過程 　6．4 裝藥缺陷危險性判定的程序 　6．5 復合推進劑缺陷形成和發(fā)展的細觀機理 　參考文獻 第7章 固體火箭發(fā)動機的無損檢測 　7．1 無損檢測設備 　7．2 無損檢測方法 　7．3 健康監(jiān)測技術與應用 　參考文獻 第8章 固體火箭發(fā)動機試驗 　8．1 概述 　8．2 貯存過程中的發(fā)動機狀態(tài)試驗 　8．3 地面點火試驗 　8．4 飛行試驗 　參考文獻 第9章 固體火箭發(fā)動機維護和修理 　9．1 概述 　9．2 固體火箭發(fā)動機的維護 　9．3 固體火箭發(fā)動機裝藥缺陷的修理 　參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：一般均采用與固體推進劑粘合劑相同的材料作襯層的材料；也可用不相同的材料如乙丙橡膠、丁腈橡膠或其他材料，外加適當的填料。絕熱層是在燃燒室與燃氣直接接觸的內壁和噴管的某些部位粘貼一定厚度的耐燒蝕、隔熱材料。其功能是作為燃燒室的內襯，保護發(fā)動機殼體不受燒蝕。對阻燃層、襯層和絕熱材料的共同要求如下：（1）力學性能好、伸長率大，與粘接對象的粘接能力強；（2）質量密度小，工藝性能好；（3）耐燒蝕、抗沖刷、熱穩(wěn)定性好、導熱系數小；（4）抗老化性能好、在貯存期內性能穩(wěn)定。1.2.2 固體火箭發(fā)動機的工作過程固體火箭發(fā)動機起動前，首先要對安全裝置解鎖。起動時，電發(fā)火管發(fā)火，點燃點火藥，點火藥的燃氣又先后點燃傳爆藥和點火器主裝藥（圖1-8和圖1-12）。其燃燒產生的高溫高壓燃氣迅速擴散到推進劑藥柱的燃燒表面，將藥柱點燃。推進劑藥柱燃燒產生大量的高溫高壓燃氣，這就是固體火箭發(fā)動機的工質；而推進劑燃燒時又將其中化學能轉化為燃氣攜帶的熱能，然后進入噴管。噴管是燃燒室內高溫高壓燃氣的出口。一方面控制燃氣的流出，保持燃燒室內燃氣有足夠的壓強；另一方面，通過在噴管中的膨脹加速，將燃氣的熱能轉化為燃氣流的動能，以很高的速度向外噴射，產生反作用推力。這就是固體火箭發(fā)動機的基本工作過程。為了在飛行中對飛行器的方向和姿態(tài)進行控制，一些固體火箭發(fā)動機具有推力矢量控制裝置；一般采用擺動噴管或者在噴管結構上安裝其他的控制機構，實現發(fā)動機工作期間推力方向的改變。1.3 固體火箭發(fā)動機的特點1.3.1 固體火箭發(fā)動機的主要優(yōu)點固體火箭發(fā)動機具有下述主要優(yōu)點：（1）結構簡單。這是一個最基本的優(yōu)點，與其他直接反作用式噴氣推進裝置相比較，固體火箭發(fā)動機零部件最少。同液體火箭發(fā)動機相比，它不需要專用的推進劑貯箱、復雜的推進劑輸送系統(tǒng)、推力調節(jié)系統(tǒng)和燃燒室冷卻系統(tǒng)。（2）保障設備少、使用方便。液體火箭發(fā)動機在點火起動前，一般應進行氣密檢查，然后再加注液體推進劑和壓縮氣體。這些工作需要大量的地面保障設備和人力資源。而固體火箭發(fā)動機是預先裝填好的完整動力裝置，發(fā)射前只需對保險裝置解鎖，向點火裝置供電就可以起動，不需要很多地面保障設備。平時的維護工作也不多，一般只是定期檢查是否損壞。

編輯推薦

《固體火箭發(fā)動機使用工程》是由國防工業(yè)出版社出版的。

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