双脉冲固体火箭发动机工作过程耦合传热数值仿真研究(2)
双脉冲固体火箭发动机——一种新型先进动力装置，具有机动性能好、双射程攻击能力、不可逃逸区大、杀伤区域大等特点。根据隔离装置承力情况，双脉冲发动机可以分成隔舱式（硬隔离）和隔层式（软隔离）。其中隔舱式双脉冲发动机结构复杂、质量较大、不易加工，而隔层式双脉冲发动机具有结构简单、加工容易、装配方便、质量较轻等特点。隔层式双脉冲发动机结构简图如图1.1所示。
图1.1 隔层式双脉冲发动机典型结构
由于固体火箭发动机具备结构简单、工作可靠、使用方便等特点，所以无论是在兵器装备领域，还是在航空航天领域都已经得到了广泛的应用，并且发挥了非常重要的作用。但是，固体火箭发动机在可控性方面仍然存在缺乏灵活性等缺陷，从而影响了它的使用和发展。所以，各个国家都把固体火箭发动机的可控性，例如多次启动技术、推力矢量控制技术还有推力终止技术，作为一项重大技术来做研究。
为了实现固体火箭发动机的多次启动，各国相继提出了脉冲发动机的概念，这种发动机是采用隔离装置将固体火箭发动机的燃烧室分成多个部分，并进行多次关机、启动，合理的分配推力，合理的分配各脉冲之间的时间间隔，从而到达导弹飞行弹道的最优控制、发动机能量的最优管理的效果。这项技术极大地扩展了固体火箭发动机在地域、空域和速域的应用范围，全面提高各类导弹武器系统的射程、精度及隐身和机动能力。双脉冲发动机是脉冲发动机中结构最简单的一种。
1.2 双脉冲发动机国内研究现状
1.3 课题主要研究工作
本文主要运用绘图软件Auto CAD和流体计算软件FLUEN，设计双脉冲固体火箭发动机燃烧室，通过建立合理的DPM计算物理数学模型，对双脉冲固体火箭发动机工作过程耦合传热数值仿真研究，为今后更加深入地对DPM工作性能的综合研究奠定理论基础。本文主要分为五章，下面是各部分的主要研究工作：
第一章简要介绍本课题的研究背景和意义，双脉冲固体火箭发动机的概念，并对国内DPM的研究的现状进行概述，包括数值研究和实验仿真研究的发展现状；
第二章针对双脉冲固体火箭发动机的装药设计，介绍了推进剂型号与装药药型的选择，说明了单孔管状药装药设计的主要步骤、计算方法和结果以及装药示意图，阐述了装药的包覆的功能、要求、选择以及工艺方法；
第三章针对双脉冲固体火箭发动机结构设计，说明了燃烧室设计的步骤包括壳体结构和材料的选择，燃烧室壳体的计算方法和结果以及壳体示意图，燃烧室壳体校核的方法和结果，燃烧室壳体连接强度计算，燃烧室壳体连接底设计以及燃烧室内壁的隔热与保护，阐述了喷管设计的主要步骤以及喷管示意图，阐述了装药支撑装置设计的主要步骤，点火装置的设计步骤以及发动机隔层设计；
第四章主要介绍了双脉冲固体火箭发动机零文内弹道的主要计算步骤以及计算结果；
第五章主要介绍了双脉冲发动机工作过程隔层耦合传热数值仿真中数值模拟研究模型的简历以及数值计算结果。