增程固体燃料冲压发动机的性能分析

论文摘要

固体燃料冲压发动机(SFRJ)是一种新型的，适合现代战争要求的动力系统，由于固体燃料冲压发动机(SFRJ)结构简单、比冲高、自适应性好等优点，大大提高了炮弹的射程，使得其具有广阔的应用前景。本文首先分析了固体燃料冲压发动机内的流动和燃烧现象，采用双锥型扩压器的进气道和燃烧室模型；其次，根据发动机内的总压、燃速、质量流率、马赫数及总温等参数的变化，建立了发动机的性能计算模型，编程计算发动机的推力、比冲等性能参数，并进一步确定了进气道内正激波的位置，重点研究了对发动机性能影响较大的几种压力损失；最后，通过对程序计算结果的分析，得到了发动机推力系数、比冲等性能参数的高度、速度及调节特性。本文还建立了SFRJ增程弹的弹道模型，重点分析了发动机内部阻力的计算方法，总结出了影响炮弹射程的若干因素。本文的研究方法及结果可以为SFRJ增程弹的设计与实验提供一定理论指导，对使用SFRJ为动力的导弹也有参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 冲压发动机发展历史
• 1.2.1 冲压发动机的概念研究阶段
• 1.2.2 普通型冲压发动机发展阶段
• 1.2.3 组合型冲压发动机发展阶段
• 1.2.4 高超音速冲压发动机发展阶段
• 1.3 国内外固体燃料冲压发动机的研究进展
• 1.4 本文的主要研究工作
• 2 固体燃料冲压发动机的组成结构及其工作过程
• 2.1 固体燃料冲压发动机的组成
• 2.2 进气道
• 2.2.1 进气道的用途与分类
• 2.2.2 进气道的工作原理
• 2.3 燃烧室的流动与燃料燃烧
• 2.3.1 燃料室流动的一般特性
• 2.3.2 燃料的燃烧机理
• 2.3.3 燃速的影响因素
• 2.4 尾喷管
• 3 固体燃料冲压发动机的性能参数与计算
• 3.1 性能参数
• 3.1.1 推力及比冲
• 3.1.2 燃料的质量流率
• 3.1.3 喷管出口马赫数
• 3.1.4 静压比的求解
• 3.2 标准大气参数
• 3.3 发动机中的压力损失
• 3.3.1 进气道中的压力损失
• 3.3.2 燃烧室的压力损失
• 3.3.3 喷管损失
• 3.4 喷管的壅塞条件
• 3.4.1 进气道入口状况
• 3.4.2 燃烧室出口状况
• 3.4.3 喷管的喉部静压
• 3.4.4 喷管的出口压力
• 3.5 正激波位置的确定
• 3.6 性能计算步骤
• 4 冲压增程弹的弹道特性分析
• 4.1 弹道方程
• 4.1.1 弹道的影响因素
• 4.1.2 弹丸的质心运动方程
• 4.2 弹道求解
• 4.2.1 增程弹空气阻力的计算
• 4.2.2 普通炮弹阻力计算
• 4.2.3 炮弹运动方程的求解
• 4.3 炮弹增程的影响因素分析
• 5 发动机性能计算结果与分析
• 5.1 速度特性
• 5.1.1 比冲的速度特性
• 5.1.2 推力系数的速度特性
• 5.1.3 飞行马赫数对压力损失的影响
• 5.2 高度特性
• 5.2.1 比冲与推力系数的高度特性
• 5.2.2 飞行高度对空气质量流率的影响
• 5.2.3 发动机内部阻力的影响
• 5.3 弹道特性
• 6 总结
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献