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发射井口引射流场理论计算与仿真①

2021-03-09韩小霞

固体火箭技术 2021年1期

谢 建,权 辉,谢 政,韩小霞

(1.火箭军工程大学 兵器发射理论与技术军队重点实验室,西安 710025;2.火箭军工程设计研究院,北京 100111)

0 引言

火箭发射时,发动机在井下狭窄空间产生高温高速燃气射流,经排焰道排出井外,在某个时段内会形成引射现象[1]。引射作用在发射场坪上井口附近形成引射汇聚流场(以下简称引射流场)。场坪上小型设备、颗粒杂物等在引射流场作用下,可能被气流卷吸进入发射井,对火箭及井内设施设备产生危害[2-3]。因此,发射井口引射流场的流动规律是值得重点关注的问题。

对于火箭发射时的流场,以往的研究主要关注点在火箭发动机燃气射流流场。从单纯针对火箭/导弹燃气流场自由射流规律[4-5],慢慢扩展到关注某一具体发射装置中燃气射流的流动规律,例如地下发射井流场规律的研究[6],舰载导弹垂直发射装置燃气流场的研究[7-8],同心筒中燃气流场的研究[9],双喷管发动机燃气流场的研究[10]等。近年来,又有学者关注到燃气射流的一些细节现象,如固体火箭发动机燃气射流近场形成和发展的机理[11],燃气流场的二次燃烧现象以及点火压力脉冲形成机理和影响因子[12-13]。这些研究均采用了CFD方法,部分还进行了大量实验验证,具有较高的准确度,对于火箭发射技术的发展具有重要指导意义,但当前专门针对发射场坪流场的研究却鲜见报道。

随着火箭发射技术的不断发展,发射井优化设计成为一个重要课题,发射安全以及发射井与周边环境的相互作用是发射井优化所应考虑的重要方面,发射场坪流场规律是其中的重要环节。……

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