《固体火箭发动机设计复习题答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《固体火箭发动机设计复习题答案.docx（7页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、固体火箭发动机设计复习题答案1. 画简图说明固体火箭发动机的典型结构 参考书中的发动机图吧 2. 固体火箭发动机的质量比是什么？什么是质量比冲？ 质量比：推进剂质量与发动机初始质量的比。 质量比冲：单位发动机质量所能产生的冲量。 3. 固体火箭发动机总体设计的任务是什么？ 依据导弹总体提出的技术要求，选择并确定发动机总体设计方案，计算发动机性能，确定发动机主要设计参数、结构形式和主要结构材料，固体推进剂类别和药柱形式等。在此基础上提出发动机各部件的具体设计要求。 4.请写出齐奥尔科夫斯基公式 mp vm=Isln1+m+mmL 式vm中为导弹理想飞行速度，Is为发动机比冲，mp为药柱质量，mm
2、为发动机结构质量，ml为导弹载荷量 5.举出两种实现单室双推力的方案 不改变喷管喉径，采用不同燃速的两种推进剂药柱，这两种药柱可前后放置，也可同心并列放置。前者推力比受燃速比的限制较小，后者较大。 不改变喷管喉径，采用一种推进剂的两种药形，通过燃面变化实现双推力。该方法简单易行，但推力比调节范围较小。 采用不同燃速的推进剂和不同药形，即同时用调节燃速和燃面的方法实现双推力。该方法有较大的灵活性，推力比调节范围宽，实际应用较为广泛。 采用可调喷管改变推力大小，可得到较宽的推力比调节范围，但结构复杂。 6.什么是最佳长径比？ 最佳长径比对应最佳直径的长径比 第二章 7.什么是肉厚分数？ 8.什么是
3、装填密度、装填分数、体积装填分数？ 9.星形装药燃面变化规律与几何参数的关系？ 参考2-2节，P49 10.单根管状装药的设计过程？如何计算？ 参考2-4节，P64 11.什么是线性粘弹性？ 指当应力值低于某一极限值时，粘弹性态是近似线性的，即在给定的时间内，由阶跃应力所导致的应变与应力值成正比。 12.什么是时温等效原理？ 各种温度条件下所获得的松弛模量，可以通过时间标度的适当移动而叠加；这也就是说，材料性能随温度的变化关系可以用改变时间标度相应地表示出来。反过来，材料性能依赖于时间的变化，也可以靠改变温度条件相应地表示出来。这种关系就叫做时-温等效原理 第三章 13.固体火箭发动机燃烧室的
4、主要组成部分和功用。 对于贴壁浇铸推进剂药柱的燃烧室，通常由壳体、内绝热层和衬层组成；对于自由装填药柱的燃烧室，一般由壳体、内绝热层和挡药板组成。 壳体主要承受内压作用。由于壳体还是弹体外壳的一部分，所以还要承受外载荷的作用。 内绝热层用来对壳体内壁进行热防护。 衬层的作用是防止界面间的分子迁移，使浇铸的药柱与内绝热层粘结更牢，并缓和药柱与内绝热层之间的应力传递。 挡药板用于防止自由装填的药柱的运动。 14.发动机燃烧室壳体受到的载荷有哪些？ 分为内载荷、外载荷和连接载荷。内载荷与发动机的工作有关，可分为静态和动态两种 静内载：由燃气产生的内压、轴向推力和推力偏斜、惯性力以及温度梯度引起的热应
5、力。 动内载：由点火冲击、内压瞬变、不稳定燃烧和推力终止引起的载荷 外载荷：发动机在贮存、运输、勤务处理、发射和飞行过程中，壳体会受到的各种外界静、动载荷 连接载荷：发动机上的辅助装置以及与壳体相连接的零、部件等对壳体作用的载荷 15.发动机燃烧室金属壳体应力分析的过程？连接处力的平衡方程和变形协调方程是什么？ 参考3-3节，P92 16.什么是网格理论？并利用网格理论对单一螺旋缠绕和螺旋加环向缠绕进行应力分析。 参考3-6节，P110 17.内绝热层的炭化率的大小对绝热层的影响？ 参考3-7节，P114 第四章喷管设计 4.1喷管设计主要包括哪几个部分？ 气动设计：确定喷管内型面，以便热能以
6、最大可能转化为动能； 热防护设计：选择烧蚀和绝热材料，确定厚度和结构，以保持工作中的喷管型面，并使支撑结构温度在允许范围内； 结构设计：即喷管支撑结构设计，将各个部分组成整体并承受热之外的全部内外载荷； 4.2喷管热防护材料分为哪两种？ 烧蚀材料：石墨、难熔金属、碳/碳复合材料、陶瓷和陶瓷复合材料，用于喉衬、收敛段和扩张段的燃气边界层。 绝热材料：用于喉衬的背壁和烧蚀层背壁的绝热层。 4.3什么是可延伸出口锥？ 可延伸出口锥是将大扩张比的的喷管分成23节，最小的一节像普通喷管一样与收敛段和喉衬连接在一起，为固定出口锥；其余的收藏在固定出口锥的周围，为可延伸出口锥。使用时有作动机构延伸出去使得扩
7、张比变大。 4.4可调节喷管的调节原理是什么？如何计算？ 可调喷管的收敛段、喉部和扩张段由喷管壳体内壁和调节锥体外壁组成，二者所形成的最小面积即为喉部面积，通过调节锥体位置可以改变喉部面积，进而改变流动过程，达到改变推力的功能。 锥体位置及喉部面积之间的关系为： 2At2R2+pcosa-R1 x=(R1-R2)tana+sin2aX锥体位置 R1喷管壳体最小截面半径 R2锥形体最大半径 喷管扩张角 At可调喷管真实喉部面积 4.5推力向量控制装置分为几类？举出几种典型的推力矢量控制装置以及对轴向推力的影响。 分为机械类和流体喷射类。 对于轴向推力的影响详见P137表4-4。 第五章 5.1什
8、么是发动机的点火延迟时间和药柱点火延迟期？影响药柱点火延迟期的因素有那些？ 点火延迟时间tdi：从点火讯号或指令给出的时刻起，到初始压强Pi建立止期间所对应的时间。除另有要求，可按照连续上升至0.3MPa计。 药柱点火延迟期tign：从电发火管通电到发动机燃烧室压强达到额定工作压强值的7580%之间的时间。 5.2什么是发动机的点火压强峰？影响因素有哪些？ 点火压强峰是发动机点火时产生的压强急升，可达为平衡压强的15倍。 影响因素： 点火药量过多、点火药燃烧产物中气相成分较多、点火药燃速高或者药粒小会使压力峰升高； 药柱初温高，点火加热期加长，压力峰越高； 燃烧室自由容积越小，喷管破裂压强越大
9、，压力峰越高； 推进剂组分，复合推进剂的压力峰一般比双基药低。 5.3电发火管的构造？什么是电发火管的最小发火电流和最大安全电流？ 最简单的电发火管是由电桥丝、热敏火药、防潮保护漆和引线四部分组成的。 最大安全电流：以大小不变的直流电流，给电发火管在无限长时间中通电，100%不发火的电流称为“最大安全电流”。 最小安全电流：在规定时间内使该批电发火管100%发火的最小直流电流。IB=(KB)maxtB5.4点火药的种类及其比较。 黑色火药 烟火剂 自燃点火剂 械敏感度低 能量高、燃烧温度高、含气量少、固体微粒多、压强峰小、燃速高 点火简单 优点 热敏感度高、点火能力强、机缺点 能量低、容易吸湿而不易点燃 发火点高、吸湿性强难以贮存、成本高 5.5为什么要用点火发动机？通常采用的点火发动机药柱具有什么特点？ 大型火箭发动机的点火如果采用点火药盒的话，所需点火药的质量也很大，在点火的时候会产生很大的振动和冲击，甚至引起发动机的破坏。为了有效安全地点火，使用点火发动机。 由于点火发动机工作时间很短，一般采用大燃面小肉厚的药柱型面，同时装药燃速很高，使药柱不至于过于薄而难以制造。
