基于超弹性本构模型的双脉冲发动机径向软隔层承载数值研究
2021-08-30白玉冰
新技术新工艺 2021年7期
王 鼎,吴 昊,白玉冰,迟 雪,3,朱 力,3
(1.海军装备部驻西安地区军事代表局,陕西 西安 710000;2.中国航天科工集团六院四十一所,内蒙古 呼和浩特 010010;3.国防科技大学 空天科学学院,湖南 长沙 410000)
脉冲发动机利用隔离装置将固体火箭发动机的燃烧室分成若干部分,可进行多次的关机和启动,合理分配推力及各脉冲间隔时间,实现导弹飞行弹道的最优控制和发动机能量的最优管理[1]。采用脉冲发动机的导弹具有高速、远射程、高命中率和较轻的系统结构质量等特点[2],在实际应用中,双脉冲固体火箭发动机不仅能明显提升性能,又不会过度提升设计复杂性和大幅降低系统可靠性[3]。
双脉冲发动机燃烧室内2个药柱由隔离装置间隔开。在一脉冲工作时,隔离装置起到隔离高温燃气的作用,避免二脉冲药柱受热燃烧,此外隔离装置还要承受燃烧室内高压燃气作用,保持自身结构完整性。对于软隔层结构的双脉冲发动机,一脉冲工作时,软隔层受到高温高压燃气作用,会产生较大的变形,与二脉冲药柱接触贴合,若隔层结构设计不合理会导致结构破坏,隔离失效,造成二脉冲药柱提前燃烧工作,燃烧室内压强快速升高,最终导致发动机壳体超压破坏,工作失利。
本文主要研究对象为双脉冲发动机软隔层,根据双脉冲发动机工作过程中径向软隔层大变形、高弹性、小应变的特点,以实测的橡胶材料、推进剂性能数据为基础,采用超弹性本构模型对隔层三元乙丙橡胶材料以及推进剂材料性能进行表征;……
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