长时间小过载条件下发动机流场特征及绝热层烧蚀分析

• 作者: 何国强 刘洋 吴育飞 张仁军 李江 王善金
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 固体火箭发动机 绝热层 烧蚀 高过载
• 年，卷（期）: 2013,（8）
• 所属期刊栏目: 燃烧传热传质
• 页码范围: 1071-1076
• 分类号: V435.14
• 语种: 中文

摘要

以揭示固体火箭发动机在飞行条件下绝热层的异常烧蚀特性为目的,针对小过载、长作用时间条件下大长径比流道的发动机开展了三维两相流场的数值模拟研究,详细分析了发动机内流道内不同区域的颗粒聚集特征,并结合发动机失效部位处绝热层的烧蚀形貌进行了失效模式分析,针对性地提出了改进措施.研究结果表明:(1)不同过载条件下发动机内颗粒聚集和分布状态受过载大小和发动机流道结构共同作用且影响规律复杂,所引起的绝热层异常烧蚀模式和机理不同,特别是小过载长作用时间条件下的异常烧蚀需要引起设计者重视.(2)颗粒聚集在绝热层表面的换热或冲蚀都将引起绝热层局部烧蚀加剧,形成的“凹坑或凹槽”烧蚀形貌会造成颗粒的二次聚集效应,进而加剧烧蚀过程.(3)通过增加发动机旋转动作和局部绝热层加厚,可以提高发动机的飞行安全性.