周 悦,郭着雨,陈四春,赵 鑫,莫宗来,李 军

(1.南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京210094;2.中国兵器工业集团江山重工研究院有限公司 南京研究院分公司,江苏 南京 210094;3.中国船舶集团有限公司第七〇五研究所 第一研究部,陕西 西安 710077)

火箭导弹发射装置在使用过程中主要承受3类载荷:重力载荷、惯性力载荷和燃气射流冲击载荷,其中燃气射流冲击载荷是发射装置所承受的最大载荷[1],因此,该载荷是发射系统设计的重要依据。在火箭导弹发射系统中,燃气射流对迎气面的冲击载荷是造成发射装置结构破坏的主要因素,它对结构件表面和管路线缆等附件也会产生热冲刷和烧蚀,严重破坏其使用性能。随着火箭导弹发动机推力的不断增大,燃气射流对发射系统的冲击日益严重。因此,如何获取精确的燃气射流冲击载荷数值,已成为火箭导弹发射装置结构设计及性能优化的关键。

燃气射流冲击载荷通常可通过数值仿真[2,3]和实验测量[4-8]两种方法获得。数值仿真的优点在于可给出细微的流动状态和压强的“场”信息,但结果具有不确定性,更适于进行快速的流场预估。发射系统结构和刚强度设计所需的精确的燃气射流冲击载荷数值,则必须通过迎气面压强实验测量得到。1996年,张福祥等采用激光摩尔干涉技术对固体火箭发动机地面静止实验时的流场进行了实验测量,首次获取了火箭炮燃气射流流场的密度场片[9-11];文献[12-14]给出了火箭导弹发射箱燃气作用压强的理论计算与实验测量方法,张俊等[15]和张磊等[16]则分别针对火箭导弹的尾流以及三维冲击流动进行了数值仿真。……