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《南京理工大学》 2010年
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固体推进剂火箭发动机综合特性预示研究

封锋  
【摘要】:本文以某远程火箭研究工作为背景,为解决固体火箭发动机设计、性能分析、工作过程数值仿真和优选推进剂需要,对固体火箭发动机工作过程中的能量特性、燃烧特性、热物性参数确定和软件平台开发等展开了深入研究,主要内容如下: 1.完整推导了适于固体火箭发动机能量特性预示的Gibbs最小自由能法;分析了固体火箭发动机中各种可能存在的损失,引入实际因素分析法和综合因素归纳法,较好的解决了比冲实测值与理论值存在的较大偏差问题,大大提高了固体火箭发动机能量特性参数的预示精度。 2.针对细粒度AP分散性较差,会产生一定的团聚效应现象,通过引入工艺粒径,建立了适用于含细粒度AP的CMDB推进剂燃速预示公式;提出了催化剂在燃烧表面附近气相中进一步影响自由基团裂解行为的催化机理假说,合理构造了有物理意义的催化影响因子,建立了能够反映催化剂种类、含量的AP-Al-HTPB推进剂催化燃速预示公式,显著提高了燃速预示的精度,拓宽了燃速预示的适用范围。 3.总结研究了适于固体火箭发动机高温高压下多组分混合气体热物性参数的计算方法,最后,采用Lennard-Jones势能法和Svehla多项式法,解决了固体火箭发动机工作过程数值仿真中单组分和多组分混合气体的热物性参数确定问题,为提高固体火箭发动机工作过程数值仿真精度创造了条件。 4.以Microsoft Access数据库为平台,首次完全采用数据库结构建立和完善了涵盖配方、组元、产物组分热输运等庞杂的数据信息库。以Visual C++为开发工具,采用MFC ODBC数据访问接口技术,开发了基于数据库的人机界面友好、实际使用方便、专业性强的固体推进剂火箭发动机综合特性预示软件SRPS,为开展相关研究工作提供了应用平台,提高了理论预示方法的通用性和便捷性。 5.结合SRPS软件平台,成功完成了某远程火箭武器总体方案论证和性能预估工作,将比冲修正误差提高到2.0%以内,为有效减小距离散布提供了合理控制结构参数公差的理论判据,同时,为真实模拟某远程火箭Y-300发动机工作过程提供了准确的热物性参数,大大缩短了某远程火箭武器型号的研制周期,有效的降低了研制成本。 通过本文的研究,在能量特性、燃烧特性和热物性参数确定方面获得了较好的计算模型和处理方法,得到了令人满意的校验结果,结合开发的SRPS软件平台,为从事该领域的研究人员开展基础理论研究和工程应用提供了理论指导和技术支持。
【学位授予单位】:南京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:V435

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 谢爱元;武晓松;马虎;封锋;;聚乙烯在固体燃料冲压发动机中燃烧特性的数值研究[J];推进技术;2013年03期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵江东,余永刚;RLPG数据库中液体药参数模块的设计与实现[J];火炸药学报;2000年02期
2 张海娜,庞军,冯伟,王宁飞;固体推进剂配方与性能数据库的设计[J];火炸药学报;2003年02期
3 李世鹏;王宁飞;刘云飞;谭惠民;;固体推进剂组分数据库系统的结构设计[J];火炸药学报;2007年04期
4 封锋;陈军;郑亚;宋洪昌;;基于一维气相稳态反应流的燃速预估软件研究[J];火炸药学报;2009年03期
5 陈军,王政时,董师颜;固体火箭发动机自动化参数设计软件模型与实现[J];兵工学报;2002年04期
6 邵江东,余永刚;液体发射药火炮数据库及图形功能实现的研究[J];弹道学报;1999年02期
7 封锋;陈军;郑亚;唐健;;高燃速丁羟推进剂燃速可调节性研究[J];弹道学报;2010年01期
8 张志峰;马岑睿;高峰;李彦彬;;战术导弹固体火箭发动机推进剂发展综述[J];飞航导弹;2007年04期
9 阮崇智;;固体火箭发动机计算机辅助设计(CAD)技术的发展[J];固体火箭技术;1991年01期
10 杨荣杰;马庆云;;高氯酸铵催化燃烧研究[J];固体火箭技术;1991年03期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 解红雨;固体火箭发动机分布式集成设计平台及其关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
2 李苗苗;高能固体推进剂燃速数值模拟[D];南京理工大学;2009年
3 谷建光;基于知识工程的固体发动机设计方法及其应用研究[D];国防科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 江振宇;固体火箭发动机喷管CAD[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 余瑞星;固体火箭发动机网络信息管理系统[D];西北工业大学;2003年
3 罗曼;计算机辅助火药配方设计系统研究[D];南京理工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵江东,余永刚;RLPG数据库中液体药参数模块的设计与实现[J];火炸药学报;2000年02期
2 蔚红建,张丽涵,刘小刚,樊学忠,张双健;RDX包覆与某种键合剂的匹配性研究[J];火炸药学报;2002年04期
3 孙志刚,李朝阳;双基推进剂用于气囊充气的可行性探讨[J];火炸药学报;2003年01期
4 张海娜,庞军,冯伟,王宁飞;固体推进剂配方与性能数据库的设计[J];火炸药学报;2003年02期
5 李晓萌,刘云飞,姚维尚,谭惠民;低铝含量NEPE推进剂燃烧性能研究[J];火炸药学报;2003年02期
6 高同斋,谭惠民;以HTPB为基的聚氨酯(PU)/聚甲基丙烯酸I酯互穿聚合物网络的研究[J];火炸药学报;2003年03期
7 秦能,汪亮,王宁飞;低燃速低燃温双基推进剂燃烧性能的调节[J];火炸药学报;2003年03期
8 刘云飞,姚维尚,李晓萌,谭惠民;NEPE推进剂燃烧性能研究[J];火炸药学报;2003年04期
9 马玉英,郭效德,刘云志;一种新型高燃速推进剂的燃烧性能[J];火炸药学报;2004年02期
10 李晓东,杨荣杰,李建民;超高燃速推进剂的限燃包覆层[J];火炸药学报;2004年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋明纲;杨威;王艳学;庞耀宗;贺利敏;;静电对固体火箭发动机的危害及防护探讨[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
2 裴明敬;毛根旺;张颖;陈立强;古仁红;于琴;张景森;李世维;刘瑜;;温压炸药爆炸火球和冲击波传播过程的高速摄影测量[A];第四届全国爆炸力学实验技术学术会议论文集[C];2006年
3 陈军;王栋;;复合固体推进剂能量特性配方设计专家系统[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
4 张明权;周集义;高宝柱;;二氟氨基含能粘合剂合成研究进展[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
5 李军强;李笑江;覃光明;;降低固体火箭发动机喷焰微波衰减的研究[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
6 钟雷;樊学忠;张亚俊;陈广兴;;一种高能无烟改性双基推进剂综合性能研究[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
7 卢国强;罗智勇;;铝镁富燃料推进剂研制[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
8 李辉;吴祝骏;徐亚龙;陈淑秉;;降低叠氮推进剂燃速温度敏感系数研究[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
9 刘芳莉;陈广兴;张亚俊;;粒铸改性双基推进剂燃烧性能的调节[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
10 李世鹏;黄金龙;李波;王宁飞;;固体火箭发动机推进剂性能数据库的开发[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐涛;电场作用下液体乙醇微细尺度层流扩散燃烧的实验与数值模拟[D];华南理工大学;2010年
2 周星;镁基水反应金属燃料与水反应特性研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 樊超;尾部点火双推力发动机点火过程研究[D];国防科学技术大学;2010年
4 鲍桐;HTPB复合固体推进剂静电放电危险性研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 韩超;高金属含量镁基燃料水冲压发动机稳态燃烧机理研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 孙一兰;固体火箭发动机壳体内壁绝热层打磨机器人关键问题的研究[D];东北大学;2009年
7 郑文芳;身管武器发射装药燃烧残渣的形成特征研究[D];南京理工大学;2011年
8 王健;高速火箭橇—轨道系统耦合动力学研究[D];南京理工大学;2011年
9 左海丽;GAP基含能热塑性弹性体研究[D];南京理工大学;2011年
10 付一政;固体推进剂和高分子共混物的微观、介观和宏观多尺度模拟研究[D];中北大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙辉;反射炉燃油雾化燃烧CFD数值模拟研究[D];昆明理工大学;2010年
2 卢凯芳;四风道燃烧器的结构与性能研究[D];昆明理工大学;2009年
3 陈明;管道内甲烷/空气预混火焰加速传播机理研究[D];武汉理工大学;2010年
4 乔成芳;苯二四唑类含能化合物的合成、结构及其对高氯酸铵的热分解催化作用[D];西北大学;2011年
5 高森;混合炸药感度理论预测研究[D];中北大学;2011年
6 雷雨;火箭电磁线圈弹射器的分析与设计[D];南京理工大学;2011年
7 郭丽芳;箱式发射无人机燃气射流冲击作用数值分析[D];南京理工大学;2011年
8 孟亮飞;阶梯装药固体火箭发动机点火瞬态内流场特性研究[D];南京理工大学;2011年
9 李志敏;冲压增程火箭弹内外弹道一体化计算方法研究[D];南京理工大学;2011年
10 杨帅;受限空间内微尺度乙醇扩散火焰特性的实验研究与数值解析[D];华南理工大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 夏强;武晓松;陈志刚;孙波;;PMMA在固体燃料冲压发动机中燃烧特性的数值模拟[J];固体火箭技术;2011年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 夏强;固体燃料冲压发动机工作过程研究[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 林小迪;固体燃料冲压发动机工作过程数值模拟研究[D];南京理工大学;2011年
2 魏韬;固体燃料冲压发动机燃烧室流场理论研究[D];南京理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 阎飞,李玉栋,牟敬海;柔性制造技术在发射药生产中的应用研究[J];火炸药学报;2000年02期
2 邵江东,余永刚;RLPG数据库中液体药参数模块的设计与实现[J];火炸药学报;2000年02期
3 张海娜,庞军,冯伟,王宁飞;固体推进剂配方与性能数据库的设计[J];火炸药学报;2003年02期
4 李晓萌,刘云飞,姚维尚,谭惠民;低铝含量NEPE推进剂燃烧性能研究[J];火炸药学报;2003年02期
5 徐皖育,何卫东,王泽山;高能量、高强度发射药配方研究[J];火炸药学报;2003年03期
6 潘清,汪渊,陈智群,赵凤起,李上文;NEPE推进剂的热分解研究(Ⅲ) HMX/ RDX/ AP- NEPE推进剂的热分解[J];火炸药学报;2003年03期
7 徐复铭;21世纪先进发射药(2):低敏感高能发射药——新配方、装药、点火和理论模拟技术[J];火炸药学报;2003年04期
8 刘云飞,姚维尚,李晓萌,谭惠民;NEPE推进剂燃烧性能研究[J];火炸药学报;2003年04期
9 萧忠良,王泽山;发射药科学技术总体认识与理解[J];火炸药学报;2004年03期
10 王天放,李疏芬;新型高能聚合物GAP的热分解和燃烧[J];火炸药学报;2005年01期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 余军合;面向全生命周期虚拟产品模型的研究与应用[D];浙江大学;2002年
2 舒斌;中小型制造企业信息化协同产品开发原理与实施方法[D];四川大学;2002年
3 赵文辉;电子产品并行设计方法及虚拟原型仿真环境研究[D];国防科学技术大学;2002年
4 孔建寿;面向协同产品开发过程的集成管理技术研究[D];南京理工大学;2004年
5 孙运兰;新型含能材料的燃烧机理研究[D];中国科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 柳有权;发动机总体优化和性能模拟[D];西北工业大学;2001年
2 肖唐力;面向对象的固体火箭发动机专家系统研究[D];南京理工大学;2004年
3 吕红光;基于知识工程的产品设计支持技术研究[D];浙江工业大学;2005年
4 董雅松;创新设计类型、方法研究及CreaDesign系统总体设计[D];四川大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 喻成山;曹文忠;邹德荣;张为华;;小型试验固体火箭发动机研究[J];航天制造技术;2009年01期
2 张有为;王晓宏;杨举贤;;嵌金属丝端燃药柱燃烧过程的数值研究[J];推进技术;2007年01期
3 刘国庆;杨月诚;常新龙;郭风华;夏学礼;;老化对丁羟推进剂燃速性能影响的试验研究[J];西北工业大学学报;2006年03期
4 张如洲,张平,李葆江,魏英华,张钢锤,郭彤,南宝江,王杰,马喜梅;加速度对固体火箭发动机内弹道性能的影响[J];推进技术;2000年03期
5 张劲民,刘科祥,蒲远远;贫氧推进剂声发射燃速仪的研制[J];固体火箭技术;2003年03期
6 刘佩进,陈敬平,李葆萱;丁羟/铝镁富燃推进剂燃烧实验[J];推进技术;2002年04期
7 韩传霖;;固体火箭发动机推力终止方法——熄火述评[J];固体火箭技术;1983年01期
8 张晓宏,张蕊娥,王百成,王江宁,段安平;利用燃烧稳定剂调节燃速的研究[J];火炸药学报;2000年03期
9 张炜,朱慧,刘文元;AP/RDX/HTPB复合推进剂燃速特性计算研究[J];推进技术;1997年04期
10 苏艳玲,孙育坤,李旭利;固体粒度对高能固体推进剂燃烧性能的影响[J];弹道学报;1998年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 赵美玲;赵效民;刘所恩;胡增艳;高志强;潘葆;李万辉;;提高螺压硝胺改性双基推进剂燃速的试验研究[A];2004年全国含能材料发展与应用学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
2 刘芳莉;陈广兴;张亚俊;;粒铸改性双基推进剂燃烧性能的调节[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
3 张劲民;倪凤翔;蔡如琳;赵志刚;;贫氧推进剂水下声发射燃速测试技术[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
4 赵效民;刘所恩;赵美玲;胡增艳;郝建林;陈锦芳;;含RDX改性双基推进剂基础配方及其燃速探索[A];2004年全国含能材料发展与应用学术研讨会论文集(上册)[C];2004年
5 邓康清;陶自成;杜利;易清丰;石玉婷;李冰;;CTPB型燃气发生剂燃速性能及控制技术研究[A];2004年全国含能材料发展与应用学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
6 廖林泉;李笑江;覃光明;王国强;李军强;;ACP提高硝胺改性双基推进剂燃速的规律研究[A];2004年全国含能材料发展与应用学术研讨会论文集(下册)[C];2004年
7 任晓宁;李笑江;刘子如;阴翠梅;;RDX-CMDB推进剂的高压热分解与燃烧性能的相关性[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
8 石珊珊;罗雯;郑艳茹;;降低NEPE推进剂燃速的研究[A];中国宇航学会固体火箭推进第22届年会论文集(推进剂分册)[C];2005年
9 宋明纲;杨威;王艳学;庞耀宗;贺利敏;;静电对固体火箭发动机的危害及防护探讨[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
10 彭道勇;刘春和;江云天;;固体火箭发动机寿命预估研究的发展和展望[A];中国电子学会可靠性分会第十三届学术年会论文选[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 索阿娣;马国富:加快研制固体火箭发动机[N];中国航天报;2010年
2 记者孟西安;航天四院成为我国最大固体火箭发动机基地[N];人民日报;2002年
3 王阳丽;塞外闪耀QC之光[N];中国航天报;2009年
4 通讯员 王玫 杨衡玉 本报记者 于莘明;给火箭一颗奔腾的“心”[N];科技日报;2003年
5 特约通讯员 杨振勃;我固体火箭发动机整体无损检测技术国际领先[N];解放军报;2000年
6 通讯员 蒲德汉 本报记者 汪曼莉;筑造宇航员“生命之塔”[N];陕西日报;2009年
7 罡轩;文化推手让职工“干并快乐着”[N];中国航天报;2010年
8 特约记者 于雪梅;科工六院设立首席工程师[N];中国航天报;2010年
9 本报特约记者 孙现富 记者 付毅飞;贺军科:赤诚铸就航天魂[N];科技日报;2003年
10 杨阳;火箭爆炸重创印度航天雄心[N];国防时报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 封锋;固体推进剂火箭发动机综合特性预示研究[D];南京理工大学;2010年
2 李磊;基于结构完整性分析的固体火箭发动机药形改进与优化设计[D];国防科学技术大学;2011年
3 王革;有壁面质量注入通道流体动力学典型问题分析[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 鲍桐;HTPB复合固体推进剂静电放电危险性研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 韩旭;富勒烯在新型高能燃料中的燃烧机理[D];中国科学技术大学;2008年
6 付廷明;纳米孔复合材料的制备及其燃烧催化性能研究[D];南京理工大学;2008年
7 杨青;固体火箭发动机面向成本优化设计[D];西北工业大学;2003年
8 韩新波;固体火箭发动机潜入喷管背壁区流动研究[D];西北工业大学;2002年
9 李是良;水冲压发动机用镁基水反应金属燃料一次燃烧性能研究[D];国防科学技术大学;2009年
10 李卓;粘弹性分数阶导数模型及其在固体发动机上的应用[D];清华大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杜鹏;固体火箭发动机地面超声测试关键技术研究[D];中北大学;2011年
2 朱德龙;小型固体火箭发动机斜切喷口流场数值仿真与试验研究[D];南京理工大学;2010年
3 徐德彬;固体火箭发动机燃烧产物物性参数理论预估[D];南京理工大学;2010年
4 魏晓云;一种固体火箭发动机的点火异常峰分析与改进[D];国防科学技术大学;2010年
5 林小迪;固体燃料冲压发动机工作过程数值模拟研究[D];南京理工大学;2011年
6 赵威;复合底排推进剂点火燃烧特性研究[D];南京理工大学;2012年
7 费阳;含裂纹固体火箭发动机性能分析[D];国防科学技术大学;2010年
8 惠云龙;硼系延期药的燃速及反应动力学研究[D];南京理工大学;2008年
9 李琦;增程固体燃料冲压发动机的性能分析[D];南京理工大学;2007年
10 徐珂靖;固体火箭发动机三维参数化结构设计及程序实现[D];哈尔滨工程大学;2012年
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