一种分隔舱室的固体火箭发动机
火箭发动机技术诞生已有上千年的历史,但其原理并未进步,燃料利用率低下,发动机产生大量的热量白白浪费,对发动机喷管与喉部的烧蚀严重,并且在使用范围来讲,固体火箭发动机也用于导弹,其高温尾焰表现出的红外特征也是反导系统的重要监测点,基于以上问题,尝试设计一款串联式固体火箭发动机,试图解决以上问题。
基本思路为:火箭发动机原理是反作用力,燃烧、高温是手段,膨胀喷射才是目的,因此抓住膨胀喷射的目的进行改良:利用原本被浪费的巨大热量,将膨胀剂气化,产生大量气体工质,实现二次做功,增大推力。同时吸收热量,降低尾焰温度,减弱红外特性。其次,针对该火箭发动机的独特工作方式,对火箭发动机的机械结构创新设计——在发动机内部的燃烧室后串联一个气体膨胀室,中间利用缩口间隔开,膨胀室为压缩成型的膨胀剂药柱提供兼容式的运行空间(膨胀剂药柱的内孔与燃料棒药柱的内孔相兼容),从而达到稳定降温、稳定输出的目的。项目计划应用于一种新式的导弹推进系统,导弹采用二级火箭推进,一级火箭采用制式常规固体火箭发动机,在接近目标时启动二级低温尾焰固体火箭发动机,此时的一级火箭可作为红外特征识别诱饵,从而降低了红外雷达对战斗部的识别能力,低温的尾焰又保证了战斗部可以在被锁定的状态下成功逃脱,从而“悄无声息”地接近目标,完成打击。
前期在对固体火箭发动机的测试准备中,有M-系列固体火箭发动机的研制与实验数据。对新式发动机首先做solidworks的零件建模,ansys的理论仿真,Cpropep对燃料进行分析。并利用RNX与KNDX两种燃料与冰块作为膨胀剂的实验,验证了加装膨胀剂提高推力的想法是可行的,另外,规划了之后的两期实验内容,二期主要在尾焰降温的验证与推力变化机理的探究,三期实验使用制式APCP燃料,找到燃料与膨胀剂的最适比,从而确定新发动机各舱室的最适比例。
最终定格研究成果计划以视频、实物、实验数据及论文的形式展现。
用途 | 规格型号 | 单价(元) | 数量 | 单位 | 合计(元) |
---|---|---|---|---|---|
发动机材料及机械加工 | 700 | 1 | 700 | ||
KN | 15 | 5 | 75 | ||
干冰 | 160 | 1 | 160 | ||
山梨糖醇 | 10 | 3 | 30 | ||
E51 | 35 | 1 | 35 | ||
T31 | 20 | 1 | 20 | ||
PVC排水管 | 10 | 4 | 40 | ||
木工钻头 | 23 | 1 | 23 | ||
试车台配件及其加工 | 200 | 1 | 200 | ||
HX711模块 | 13 | 1 | 13 | ||
AP | 75 | 2 | 150 | ||
HTPB | 100 | 1 | 100 | ||
CuO | 23 | 1 | 23 | ||
DOA | 30 | 1 | 30 | ||
MDI | 30 | 1 | 30 | ||
2t千斤顶 | 30 | 1 | 30 | ||
酚醛树脂布棒 | 60 | 1 | 60 | ||
6061铝管 | 60 | 1 | 60 |
时段 | 个数 |
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