周柏航,王 浩,齐 治

(南京理工大学 能源与动力工程学院,江苏 南京 210094)

点火装置是固体火箭发动机最危险、最容易发生故障的部件,为确保发动机点火过程的安全性与稳定性,对点火这一具有强烈瞬态特点的过程进行研究分析是非常必要的。本文研究的火箭发动机装药形式为阶梯多根式,采用黑火药作为点火药,其优点是:①热敏感度高发火点约为300 ℃;②机械敏感度低,在生产运输贮存时有较好的性能稳定性和安全性。采用点火药盒作为点火装置,作用是:①点火药燃烧时保持在一定压强下进行,以保证点火药完全燃烧;②控制点火药燃气流方向,保证药柱均匀点燃。采用工业铝板作为点火药盒的材料,优点是易于冲压成形,熔点低易于烧毁,不易生锈等。为控制点火药能完全燃烧,并将点火燃气均匀的喷射到药柱燃面上,在药盒上开有排气孔,以保证点火药尽量在点火药盒内燃烧完[1]。针对本文的装药形式采用多点点火方式,在发动机前部和中部各放置一个点火药盒,确保药柱尽量同时燃烧,同时避免了局部点火压强过高[2]。

国内外研究人员对点火过程进行了大量研究,大多以试验特性研究为主[3-5],主要针对点火瞬态内流场[6-9]。孟亮飞等[10]运用FLUENT软件对阶梯装药固体火箭发动机点火内流场进行了数值模拟,得到了固体火箭发动机点火过程中前后燃烧室的压力分布。王健儒等[11]对某大型分段式固体火箭发动机工作初期小火箭式点火装置的火焰喷射方式、分段对接部位火焰传播过程以及前后翼燃面的传播过程等进行数值研究。……