固体发动机壳体设计有一个称为容器特性系数(或壳体效率)的重要性能参数,容器特性系数=PV/W,单位为km,P是爆破压强,V是壳体容积,W是壳体重量;超高强度钢的壳体效率为5~8km,钛合金为6.7~11km,芳纶/环氧为15-33km,碳纤维/环氧高达38~43km。
衡量固体发动机的性能还使用“质量比”的概念,即推进剂总重量与发动机总重量之比。
复合材料成型工艺有多种,如铺层层叠成型工艺、喷涂成型工艺、缠绕成型工艺、拉挤成型工艺等。制造固体发动机复合材料壳体通常使用缠绕成型工艺,由微机控制的自动缠绕机将浸过树脂胶液的连续纤维粗纱或布带按照一定规律缠绕到与壳体内腔尺寸相同的芯模上,然后加热固化、脱模,即可制成壳体。如果由于基体材料(树脂)的耐热性不高,壳体外层还必须增加热防护涂层以抵御气动加热。
待续