丁 林，鲍福廷，胡海峰，蔡 强，陈 超

(西北工业大学 航天学院，西安 710072)

0 引言

无喷管助推器结构简单，无零部件抛落危险，可靠性高。在20世纪70年代初，研究人员就以简化固体火箭发动机的结构和降低成本为目的，对其进行了初步研究［1－2］。此后，欧美各国将无喷管固体火箭发动机作为整体式固冲发动机的助推器，对其内弹道性能计算、试验和理论性能分析以及流场多维效应等方面开展了大量研究［3－5］。无喷管助推器与一般固体火箭发动机相比，燃气的膨胀、加速不充分，工作过程后期压强低，药柱燃烧不完全，燃烧效率偏低，导致有效比冲下降。为提高比冲，研究人员进行了很多改进，如选用高燃速、低压强指数的推进剂［6］和双燃速组合药柱［7－8］。其中，无喷管助推器组合药柱内弹道性能影响因素的复杂性，如推进剂燃烧规律、药柱变形、混合燃气以及2种燃速药柱交界面处燃面变化、低燃速药柱冲刷等，使得传统的半经验设计方法和内弹道计算模型已不再适合，而详细复杂的多维流场分析也不能满足工程研制时快速有效的需求。

本文主要采用一维非定常变截面有加质内弹道模型，对双燃速药柱无喷管助推器进行数值计算，研究组合药柱形式对无喷管助推器性能的影响，为固冲发动机无喷管助推器设计、理论性能预示和优化提供参考。

1 组合药柱方案

无喷管助推器的内弹道特点是工作初期的压强峰值较高，压强-时间曲线呈单调下降趋势，且下降速度很快，工作末期的压强约为压强峰值的25% ～40%。……