固体推进剂装药设计

概述

第1章 装药技术要求

1.1 推进剂主要性能要求

1.2 装药结构性能要求

1.3 装药弹道性能要求

1.4 推进剂燃烧性能及装填性能要求

1.5 推进剂药柱力学性能要求

1.6 装药安全性能要求

1.7 装药可靠性设计要求

1.8 环境适应性要求

第2章 推进剂的选用

2.1 装药类型分析

2.1.1 发射助推型装药

2.1.2 飞行动力型装药

2.1.3 长时间续航型装药

2.1.4 多推力组合型装药

2.1.5 冲压补燃型装药

2.1.6 燃气发生器型装药

2.1.7 耐高过载型装药

2.1.8 适用于低压燃烧类型装药

2.1.9 大长细比类型装药

2.1.10 脉冲动力型装药

2.1.11 贴壁浇铸型装药

2.1.12 适于特殊发动机结构的装药

2.2 推进剂使用状况分析

2.2.1 定型生产的推进剂

2.2.2 配方鉴定过的推进剂

2.2.3 改变单项性能的推进剂

2.2.4 更换装药的推进剂

2.2.5 按装药技术要求研制新型推进剂

2.3 推进剂的组成

2.3.1 粘合剂

2.3.2 氧化剂

2.3.3 含能增塑剂

2.3.4 辅助增塑剂

2.3.5 固化剂

2.3.6 交联剂

2.3.7 偶联剂

2.3.8 金属燃料

2.3.9 高能添加剂

2.3.10 燃烧催化剂

2.3.11 燃烧稳定剂

2.3.12 安定剂

2.3.13 防老化剂

2.4 推进剂种类的确定

2.4.1 各类推进剂的使用特点

2.4.2 各类推进剂药柱成形工艺的适用性

2.5 推进剂药柱成形工艺

2.5.1 改性双基推进剂浇铸工艺

2.5.2 复合推进剂的浇铸工艺

2.5.3 螺旋压伸成形工艺

2.5.4 溶剂法挤压工艺

2.6 发动机与推进剂性能参数

2.6.1 发动机主要性能参数

2.6.2 推进剂性能参数

2.6.3 技术指标参数与实测性能参数范围的协调

2.6.4 装药和发动机性能计算常用的计算公式

2.6.5 推进剂性能参数计算

第3章 装药药形设计

3.1 药形设计要点

3.1.1 设计分析

3.1.2 设计内容

3.1.3 设计分类

3.1.4 设计步骤

3.2 常用药形设计计算

3.2.1 采用编程法计算等截面药形

3.2.2 采用图形法计算变截面药形

第4章 装药性能设计

4.1 装药性能计算

4.1.1 初步设计计算

4.1.2 详细设计计算

4.2 设计性能与实际性能的差异

4.2.1 设计计算误差

4.2.2 工艺成形误差

4.2.3 试验和测试误差

4.3 装药的装填设计

4.3.1 装药装填性能设计

4.3.2 侵蚀燃烧

4.3.3 装药装填性能设计要点

4.4 装药相关性设计

4.4.1 燃烧特性及燃面变化与压强变化的相关性

4.4.2 调配燃烧性能降低升压比

4.4.3 加外锥面降低升压比

4.4.4 利用麦撒效应和加外锥面降低升压比

4.4.5 加内锥面降低燃面升面比

4.5 高装填密度装药设计

4.5.1 高装填密度装药药形设计

4.5.2 高装填密度装药通气参量设计

4.5.3 高装填密度装药组合药柱设计

4.5.4 高装填密度设计适用条件

4.6 装药结构完整性分析

4.6.1 推进剂材料特性

4.6.2 装药受力

4.6.3 装药破坏模式

4.6.4 装药完整性设计的重要环节

第5章 装药包覆设计

5.1 装药包覆技术要求

5.1.1 包覆层要具有良好的耐烧蚀性能

5.1.2 包覆层要具有良好的抗冲刷性能

5.1.3 包覆层要具有良好的隔热性能

5.1.4 应具有足够的强度和延伸率

5.1.5 包覆与药柱间应具有良好的粘结性能

5.1.6 包覆层燃烧的烟雾特性

5.1.7 包覆与推进剂的相容性

5.1.8 老化性能应满足长期储存要求

5.1.9 包覆层材料密度的选择

5.2 装药包覆及阻燃层设计

5.2.1 包覆层厚度的确定

5.2.2 包覆层结构的确定

5.3 包覆成形工艺

5.3.1 侧面燃烧装药包覆

5.3.2 端面燃烧装药包覆

5.3.3 药柱局部阻燃或缓燃层

5.4 包覆性能及测试

5.4.1 包覆的阻燃性能

5.4.2 包覆的耐烧蚀性能

5.4.3 包覆的抗冲刷性能

5.4.4 包覆与药柱的粘结性能

5.4.5 包覆力学性能测试

5.4.6 包覆的烟雾特性的测试

5.4.7 包覆的抗老化性能的测试

第6章 特种装药设计

6.1 球形装药设计

6.1.1 设计参量

6.1.2 推进剂选择

6.1.3 初步设计

6.1.4 详细设计

6.1.5 球形装药性能计算

6.2 锥形装药设计

6.2.1 设计参量

6.2.2 推进剂性能

6.2.3 装药设计计算结果

6.2.4 锥形装药设计要点和关键工艺

6.3 环形装药设计

6.3.1 装药结构

6.3.2 装药主要性能

6.3.3 装药方案设计结果

6.3.4 环形装药的使用

第7章 复合材料壳体发动机装药设计

7.1 带药缠绕装药

7.1.1 选择推进剂的局限性

7.1.2 设计装药药形的局限性

7.1.3 包覆层的密封结构设计

7.2 纤维缠绕复合材料壳体强度计算

7.2.1 纤维的断拉力

7.2.2 纤维的抗拉强度计算

7.2.3 纤维浸渍树脂复合材料强度

7.2.4 纤维缠绕复合材料壳体强度设计

7.2.5 纤维缠绕复合材料壳体强度校核

7.2.6 纤维缠绕封头设计

7.3 纤维缠绕壳体发动机结构

7.3.1 带药缠绕装药结构

7.3.2 自由装填装药结构

第8章 装药的制造与验收

8.1 装药制造验收规范

8.1.1 装药规范编写依据

8.1.2 装药规范编写要求

8.1.3 装药规范编写内容

8.1.4 质量保证规定

8.1.5 检验方法及检验划分

8.1.6 交货准备

8.1.7 规范的试行

8.2 装药检验与验收试验

8.2.1 装药鉴定试验大纲

8.2.2 装药鉴定试验报告

8.2.3 装药质量一致性检验

8.3 推进剂性能的检验

8.3.1 批生产前推进剂性能检验

8.3.2 推进剂性能一致性和技术保障措施

附录

参考文献

《固体推进剂装药设计》总结多年从事固体推进剂发动机产品设计、研制的经验和体会，借鉴相关理论，从工程设计和使用的角度，对固体推进剂装药设计的步骤、内容和方法，根据产品不同研制阶段进行了划分，阐述各自需完成的设计和设计修改等内容。《固体推进剂装药设计》共分8章，内容包括装药技术要求、推进剂的选用、装药药形设计、装药性能设计等。