計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,以及現(xiàn)代圖形技術(shù)、數(shù)值分析技術(shù)和商業(yè)化軟件的大量應(yīng)用,正在改變著傳統(tǒng)的固體火箭設(shè)計(jì)手段。雖然推進(jìn)技術(shù)原理在近幾十年內(nèi)沒(méi)有較大的革命性的變化,但是先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段和新材料的研制有力地促進(jìn)了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步。1994年出版的由王光林教授主編的《固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)》一書(shū),匯集了國(guó)內(nèi)外固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制經(jīng)驗(yàn),具有實(shí)用性強(qiáng)的特點(diǎn),是一本重要的參考書(shū)。但是,經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展,該書(shū)有些內(nèi)容略顯落后,而且最近的研究成果也需要補(bǔ)充。本書(shū)在1994年版的基礎(chǔ)上,結(jié)合我們?cè)诠腆w火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)方面的研究結(jié)果,編制了本書(shū),并聘請(qǐng)了國(guó)內(nèi)知名專(zhuān)家對(duì)書(shū)中相關(guān)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了審閱,力爭(zhēng)能夠體現(xiàn)我國(guó)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)水平。本書(shū)由以下幾部分組成。
第1章:緒論,介紹了固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)組成特點(diǎn),介紹了國(guó)內(nèi)外固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。
第2章:總體設(shè)計(jì),主要介紹總體設(shè)計(jì)任務(wù),材料、結(jié)構(gòu)和總體參數(shù)選擇等,最后介紹了總體優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用。
第3章:藥柱設(shè)計(jì),主要介紹藥柱設(shè)計(jì)基本概念,設(shè)計(jì)任務(wù)、方法,同時(shí)補(bǔ)充了基于圖形學(xué)的藥柱設(shè)計(jì)技術(shù)。
第4章:燃燒室設(shè)計(jì),主要介紹殼體設(shè)計(jì)的任務(wù),金屬殼體和復(fù)合材料殼體設(shè)計(jì)方法。
第5章:噴管和推力控制裝置設(shè)計(jì),主要介紹噴管氣動(dòng)設(shè)計(jì)、熱防護(hù)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),最后對(duì)推力向量控制裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。
第6章:點(diǎn)火與點(diǎn)火裝置設(shè)計(jì),主要介紹點(diǎn)火藥的選擇、點(diǎn)火藥量計(jì)算、點(diǎn)火裝置的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)方法。
第7章:可靠性工程設(shè)計(jì)技術(shù),主要介紹可靠性工程應(yīng)用基本概念和方法,同時(shí)對(duì)可靠性評(píng)估和試驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述。
第8章:固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力計(jì)算,主要介紹熱力計(jì)算方法,結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)介紹熱力計(jì)算的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。
第9章:固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)彈道計(jì)算,主要介紹零維內(nèi)彈道、一維內(nèi)彈道、單燃速內(nèi)彈道、雙燃速內(nèi)彈道和燃?xì)獍l(fā)生器內(nèi)彈道計(jì)算方法,簡(jiǎn)要介紹比沖性能預(yù)估。
第10章:藥柱結(jié)構(gòu)完整性分析,主要介紹結(jié)構(gòu)完整性分析的任務(wù)、數(shù)學(xué)模型和分析方法,對(duì)如何利用現(xiàn)代數(shù)值仿真技術(shù)解決結(jié)構(gòu)完整性分析進(jìn)行系統(tǒng)介紹。
第11章:固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值模擬方法,對(duì)工作過(guò)程進(jìn)行仿真,主要介紹流動(dòng)及傳熱的數(shù)學(xué)模型、計(jì)算方法,以及如何利用數(shù)值分析技術(shù)解決工作過(guò)程的流動(dòng)及燃燒的計(jì)算問(wèn)題。
本書(shū)主編為鮑福廷、侯曉,副主編為劉旸、惠衛(wèi)華、秦飛、賈東明、王光林。感謝各位的大力支持。
作者
2015年12月
鮑福廷,1961年,江蘇東海,西北工業(yè)大學(xué)教授博導(dǎo)。主要從事:固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)/固沖發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù),彈射發(fā)射動(dòng)力技術(shù),液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室設(shè)計(jì)技術(shù)研究。侯曉:1963年,陜西岐山,航天科技集團(tuán)公司第四研究院研究員。主要從事:固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒,流動(dòng)和熱結(jié)構(gòu)理論研究及發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)工作。
第1章 緒論
1.1 固體推進(jìn)技術(shù)基本概念
1.2 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的系統(tǒng)組成
1.2.1 殼體
1.2.2 推進(jìn)劑藥柱
1.2.3 絕熱層
1.2.4 噴管
1.2.5 點(diǎn)火系統(tǒng)
1.3 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的任務(wù)及一般步驟
1.3.1 預(yù)設(shè)計(jì)(初步設(shè)計(jì))
1.3.2 詳細(xì)設(shè)計(jì)
1.4 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的研制階段
1.5 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的基本要求
1.5.1 技術(shù)要求
1.5.2 生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求
1.6 世界各國(guó)固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)
1.6.1 現(xiàn)代固體推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展
1.6.2 航天運(yùn)載工具中的固體發(fā)動(dòng)機(jī)
1.6.3 現(xiàn)代固體推進(jìn)技術(shù)的內(nèi)涵
1.6.4 固體推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展前景
第2章 總體設(shè)計(jì)
2.1 總體設(shè)計(jì)任務(wù)
2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式及其選擇
2.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式
2.2.2 選擇發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式的原則
2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)選擇
2.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)直徑和長(zhǎng)徑比的選擇
2.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)工作壓強(qiáng)的選擇
2.3.3 噴管擴(kuò)張比的選擇
2.4 殼體材料及其選擇
2.4.1 常用的殼體材料
2.4.2 選擇殼體材料的原則
2.5 固體推進(jìn)劑的選擇
2.6 藥柱形式及其選擇
2.6.1 藥柱種類(lèi)及其特點(diǎn)
2.6.2 藥形的選擇原則
2.7 發(fā)動(dòng)機(jī)總體優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.7.1 優(yōu)化準(zhǔn)則和目標(biāo)函數(shù)
2.7.2 能量特性
2.7.3 質(zhì)量特性
2.7.4 設(shè)計(jì)變量
2.7.5 約束條件
2.7.6 優(yōu)化方法
2.7.7 參數(shù)分析
思考題
第3章 藥柱設(shè)計(jì)
3.1 概述
3.1.1 評(píng)估設(shè)計(jì)要求
3.1.2 裝藥的幾個(gè)重要性能參數(shù)
3.1.3 幾種典型裝藥總體參數(shù)的確定
3.1.4 選擇推進(jìn)劑
3.1.5 藥柱構(gòu)型選擇和設(shè)計(jì)
3.1.6 藥柱詳細(xì)設(shè)計(jì)
3.1.7 藥柱結(jié)構(gòu)分析
3.2 二維藥柱設(shè)計(jì)
3.3 三維藥柱設(shè)計(jì)
3.3.1 三維藥柱燃面計(jì)算的解析法
3.3.2 基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的裝藥設(shè)計(jì)
3.3.3 基于離散方法裝藥數(shù)值計(jì)算
3.4 幾種小型發(fā)動(dòng)機(jī)用的藥柱
3.4.1 管形藥柱設(shè)計(jì)
……
第4章 燃燒室設(shè)計(jì)
第5章 噴管和推力控制裝置設(shè)計(jì)
第6章 點(diǎn)火與點(diǎn)火裝置設(shè)計(jì)
第7章 可靠性工程設(shè)計(jì)技術(shù)
第8章 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的熱力計(jì)算
第9章 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)彈道計(jì)算
第10章 藥柱結(jié)構(gòu)完整性分析
第11章 固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值模擬方法
參考文獻(xiàn)