計算機技術的發(fā)展,以及現(xiàn)代圖形技術、數(shù)值分析技術和商業(yè)化軟件的大量應用,正在改變著傳統(tǒng)的固體火箭設計手段。雖然推進技術原理在近幾十年內(nèi)沒有較大的革命性的變化,但是先進的設計手段和新材料的研制有力地促進了固體火箭發(fā)動機技術進步。1994年出版的由王光林教授主編的《固體火箭發(fā)動機設計》一書,匯集了國內(nèi)外固體火箭發(fā)動機研制經(jīng)驗,具有實用性強的特點,是一本重要的參考書。但是,經(jīng)過20多年的發(fā)展,該書有些內(nèi)容略顯落后,而且最近的研究成果也需要補充。本書在1994年版的基礎上,結合我們在固體火箭發(fā)動機設計技術方面的研究結果,編制了本書,并聘請了國內(nèi)知名專家對書中相關技術內(nèi)容進行了審閱,力爭能夠體現(xiàn)我國固體火箭發(fā)動機的設計技術水平。本書由以下幾部分組成。
第1章:緒論,介紹了固體火箭發(fā)動機結構組成特點,介紹了國內(nèi)外固體火箭發(fā)動機設計現(xiàn)狀及進一步發(fā)展的關鍵技術。
第2章:總體設計,主要介紹總體設計任務,材料、結構和總體參數(shù)選擇等,最后介紹了總體優(yōu)化設計技術應用。
第3章:藥柱設計,主要介紹藥柱設計基本概念,設計任務、方法,同時補充了基于圖形學的藥柱設計技術。
第4章:燃燒室設計,主要介紹殼體設計的任務,金屬殼體和復合材料殼體設計方法。
第5章:噴管和推力控制裝置設計,主要介紹噴管氣動設計、熱防護設計、結構設計,最后對推力向量控制裝置結構特點、設計要求和設計方法進行了簡單介紹。
第6章:點火與點火裝置設計,主要介紹點火藥的選擇、點火藥量計算、點火裝置的特點和設計方法。
第7章:可靠性工程設計技術,主要介紹可靠性工程應用基本概念和方法,同時對可靠性評估和試驗技術進行了系統(tǒng)的闡述。
第8章:固體火箭發(fā)動機的熱力計算,主要介紹熱力計算方法,結合數(shù)據(jù)庫介紹熱力計算的計算機實現(xiàn)。
第9章:固體火箭發(fā)動機內(nèi)彈道計算,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)彈道和燃氣發(fā)生器內(nèi)彈道計算方法,簡要介紹比沖性能預估。
第10章:藥柱結構完整性分析,主要介紹結構完整性分析的任務、數(shù)學模型和分析方法,對如何利用現(xiàn)代數(shù)值仿真技術解決結構完整性分析進行系統(tǒng)介紹。
第11章:固體火箭發(fā)動機數(shù)值模擬方法,對工作過程進行仿真,主要介紹流動及傳熱的數(shù)學模型、計算方法,以及如何利用數(shù)值分析技術解決工作過程的流動及燃燒的計算問題。
本書主編為鮑福廷、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
第1章 緒論
1.1 固體推進技術基本概念
1.2 固體火箭發(fā)動機的系統(tǒng)組成
1.2.1 殼體
1.2.2 推進劑藥柱
1.2.3 絕熱層
1.2.4 噴管
1.2.5 點火系統(tǒng)
1.3 固體火箭發(fā)動機設計的任務及一般步驟
1.3.1 預設計(初步設計)
1.3.2 詳細設計
1.4 固體火箭發(fā)動機的研制階段
1.5 固體火箭發(fā)動機的基本要求
1.5.1 技術要求
1.5.2 生產(chǎn)經(jīng)濟要求
1.6 世界各國固體火箭發(fā)動機發(fā)展及關鍵技術
1.6.1 現(xiàn)代固體推進技術的發(fā)展
1.6.2 航天運載工具中的固體發(fā)動機
1.6.3 現(xiàn)代固體推進技術的內(nèi)涵
1.6.4 固體推進技術的發(fā)展前景
第2章 總體設計
2.1 總體設計任務
2.2 發(fā)動機結構形式及其選擇
2.2.1 發(fā)動機結構形式
2.2.2 選擇發(fā)動機結構形式的原則
2.3 發(fā)動機主要設計參數(shù)選擇
2.3.1 發(fā)動機直徑和長徑比的選擇
2.3.2 發(fā)動機工作壓強的選擇
2.3.3 噴管擴張比的選擇
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 固體推進劑的選擇
2.6 藥柱形式及其選擇
2.6.1 藥柱種類及其特點
2.6.2 藥形的選擇原則
2.7 發(fā)動機總體優(yōu)化設計
2.7.1 優(yōu)化準則和目標函數(shù)
2.7.2 能量特性
2.7.3 質(zhì)量特性
2.7.4 設計變量
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 藥柱設計
3.1 概述
3.1.1 評估設計要求
3.1.2 裝藥的幾個重要性能參數(shù)
3.1.3 幾種典型裝藥總體參數(shù)的確定
3.1.4 選擇推進劑
3.1.5 藥柱構型選擇和設計
3.1.6 藥柱詳細設計
3.1.7 藥柱結構分析
3.2 二維藥柱設計
3.3 三維藥柱設計
3.3.1 三維藥柱燃面計算的解析法
3.3.2 基于計算機圖形學的裝藥設計
3.3.3 基于離散方法裝藥數(shù)值計算
3.4 幾種小型發(fā)動機用的藥柱
3.4.1 管形藥柱設計
……
第4章 燃燒室設計
第5章 噴管和推力控制裝置設計
第6章 點火與點火裝置設計
第7章 可靠性工程設計技術
第8章 固體火箭發(fā)動機的熱力計算
第9章 固體火箭發(fā)動機內(nèi)彈道計算
第10章 藥柱結構完整性分析
第11章 固體火箭發(fā)動機數(shù)值模擬方法
參考文獻