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一種嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱及其應(yīng)用

文檔序號:40613821發(fā)布日期:2025-01-07 21:00閱讀:14來源:國知局
一種嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱及其應(yīng)用

本發(fā)明涉及固體火箭發(fā)動機的,尤其是涉及一種嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱及其應(yīng)用。


背景技術(shù):

1、固體火箭發(fā)動機作為導(dǎo)彈武器裝備的動力源,直接決定了導(dǎo)彈武器遠程投送、機動突防的能力,是武器裝備作戰(zhàn)效能發(fā)揮的前提和基礎(chǔ),更是推動導(dǎo)彈武器升級換代的核心技術(shù)。與此同時,隨著太空探索與商業(yè)航天的快速發(fā)展,固體火箭發(fā)動機也逐步應(yīng)用于航天運載與固體助推領(lǐng)域。固體火箭發(fā)動機因其結(jié)構(gòu)簡單、反應(yīng)快速、使用維護方便、可靠性高、成本低等優(yōu)點在各類導(dǎo)彈武器中得到了廣泛應(yīng)用,但相比其他動力系統(tǒng),固體火箭發(fā)動機的推力可控性差,極大地制約了導(dǎo)彈武器的性能。推力控制技術(shù)能夠根據(jù)導(dǎo)彈需要實時調(diào)節(jié)推力的大小或方向,更合理地分配推進劑能量,從而提高導(dǎo)彈的射程、速度、機動性和突防能力,是未來導(dǎo)彈動力系統(tǒng)的一個重要發(fā)展趨勢。

2、目前的固體火箭發(fā)動機變推力技術(shù)主要有多脈沖固體藥柱、調(diào)節(jié)噴管喉部面積技術(shù)、推力矢量控制技術(shù)、直接側(cè)向力控制技術(shù)。

3、1、多脈沖固體火箭發(fā)動機技術(shù)方案有隔斷式、阻燃式、和延燃式三種。隔斷式方案是在一個殼體內(nèi)用隔板隔成兩個獨立艙段,共用一個噴管,這種方案主要有兩種結(jié)構(gòu)形式:隔板式和隔層式。阻燃式方案是在發(fā)動機中依靠某些技術(shù)實現(xiàn)快速熄火、快速點火,從而控制發(fā)動機兩次啟動,主要有降壓熄火式、液體阻燃劑熄火式、固體阻燃劑熄火式。延燃室方案是在一個燃燒室內(nèi),裝藥中夾進延期藥,延期藥肉厚根據(jù)延期時間來定,常用的也是較簡單的裝藥形式是端燃柱裝藥。這種技術(shù)缺點在于使用額外的隔板或阻燃劑,增加了發(fā)動機消極質(zhì)量,減少了發(fā)動機總沖量,影響發(fā)動機性能參數(shù),工作可靠性也較低。

4、2、調(diào)節(jié)噴管喉部面積技術(shù),該方案由安裝在燃燒室支承套內(nèi)的液壓驅(qū)動喉栓來完成喉栓根據(jù)指令沿著發(fā)動機中心線作前后移動使噴管喉部面積發(fā)生變化,從而改變推力大小。優(yōu)點在于其推力調(diào)節(jié)范圍大,推力調(diào)節(jié)比至少為10甚至可達100。缺點在于系統(tǒng)較復(fù)雜,推力調(diào)節(jié)系統(tǒng)輕質(zhì)化小型化技術(shù)、動密封結(jié)構(gòu)及長時間熱防護技術(shù)、快速精確閉環(huán)控制技術(shù)等技術(shù)都有待攻克,還將會帶來喉栓的燒蝕問題。技術(shù)難度較高,國內(nèi)對喉栓發(fā)動機的研究處于起步階段,對氣動控制系統(tǒng)的原理性研究主要是通過實驗和流場仿真來分析壓強響應(yīng)過程。

5、3、推力矢量控制技術(shù)推力矢量控制技術(shù)是通過控制發(fā)動機推力相對于彈軸方向偏移來產(chǎn)生導(dǎo)彈機動飛行所需控制力矩的技術(shù)。推力矢量控制技術(shù)按工作原理分為機械式和流體二次噴射。機械式推力矢量控制技術(shù)主要有燃氣舵、擾流片和擺動噴管等。優(yōu)點在于聯(lián)動性好,結(jié)構(gòu)簡單、可提供滾轉(zhuǎn)力矩;缺點在于軸向推力損失較大,會造成性能下降,燃氣舵處在高溫燃氣中,燒蝕情況嚴重。

6、4、直接側(cè)向力控制技術(shù)為多個小型脈沖發(fā)動機,優(yōu)點具有結(jié)構(gòu)簡單、安全性高、性能好、體積小、貯存周期長、維護使用方便等特點,缺點在于需要設(shè)置額外的小型發(fā)動機,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

7、有鑒于此,特提出本發(fā)明。


技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的之一在于提供一種嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱。所述固體火箭發(fā)動機藥柱基于金屬絲的燃速提高技術(shù)和基于燃速降速劑的燃速降低技術(shù),通過分層裝藥來實現(xiàn)可變推力。

2、本發(fā)明的目的之二在于提供一種所述的嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱在調(diào)節(jié)固體火箭發(fā)動機的燃速中的應(yīng)用。

3、本發(fā)明的目的之三在于提供一種固體火箭發(fā)動機,所述固體火箭發(fā)動機包括燃燒室,所述燃燒室包括殼體、外絕熱層、內(nèi)絕熱層和藥柱;其中,所述外絕熱層設(shè)置于殼體的外表面,所述內(nèi)絕熱層設(shè)置于殼體的內(nèi)表面,所述藥柱填充于內(nèi)絕熱層內(nèi);且所述藥柱為上述的嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱。

4、為了實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的,特采用以下技術(shù)方案:

5、第一方面,本發(fā)明提供一種嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱,所述嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱為具有圓柱結(jié)構(gòu)的藥柱本體。

6、其中,所述藥柱本體中包含燃速降速劑,且藥柱本體間還嵌有金屬絲。

7、在本發(fā)明中,使用基于金屬絲的燃速提高技術(shù)和基于燃速降速劑的燃速降低技術(shù),通過分層裝藥來實現(xiàn)可變推力。即通過添加金屬絲可以來實現(xiàn)燃速的增強,使用燃速降速劑來降低固體火箭發(fā)動機的燃速,分層添加燃速降速劑和金屬絲的辦法來實現(xiàn)可變推力。

8、在本發(fā)明中,還可通過添加不同金屬絲和燃速降速劑的方式將藥柱分為不同燃速的多層,設(shè)定各層燃速及推力并調(diào)節(jié)間隔時間,通過對推進劑的能量管理,提高導(dǎo)彈的射程、機動性、攔截能力及作戰(zhàn)能力。通過調(diào)整發(fā)動機推力的作用時間,可以優(yōu)化導(dǎo)彈飛行過程中的加減速過程,從而避免阻力等因素導(dǎo)致的能量損失,提高能量的利用效率。此外,通過控制后續(xù)發(fā)動機推力的作用時間,可以改變導(dǎo)彈的彈道特性,以滿足特殊的彈道要求,例如更高的打擊高度、更大的打擊速度以及在打擊目標前進行變速飛行等,末速度可提高20%,射程可增大20%~30%。

9、優(yōu)選地,所述藥柱本體包括含有燃速降速劑的藥柱本體層,以及嵌有金屬絲的藥柱本體層。

10、優(yōu)選地,在所述含有燃速降速劑的藥柱本體層中,所述藥柱本體的內(nèi)徑和外徑之比為0.2~0.4,例如可以是0.2、0.22、0.24、0.26、0.28、0.3、0.32、0.34、0.36、0.38、0.4等。

11、優(yōu)選地,在所述含有燃速降速劑的藥柱本體層中,所述藥柱本體的長度和外徑之比為3~10,例如可以是3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10等。

12、優(yōu)選地,在所述含有燃速降速劑的藥柱本體層中,所述燃速降速劑為該層藥柱本體的質(zhì)量的0.05~5%,例如可以是0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%、0.6%、0.8%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%等。

13、優(yōu)選地,所述燃速降速劑選自碳酸鹽、氟化物、氨鹽、胺類化合物、銨鹽、季銨鹽或蔗糖八乙酸酯中的任意一種或至少兩種的組合。

14、優(yōu)選地,所述碳酸鹽選自caco3和/或srco3。

15、優(yōu)選地,所述氟化物選自lif。

16、優(yōu)選地,所述氨鹽選自nh4f、(nh4)2bf、nh4pf6、(nh4)2sif6或(nh4)2hpo4中的任意一種或至少兩的組合。

17、優(yōu)選地,所述胺類化合物選自尿素、草酰胺、草酰胺或雙氰胺中的任意一種或至少兩的組合。

18、優(yōu)選地,所述銨鹽選自草酸銨。

19、優(yōu)選地,所述季銨鹽選自四乙基氯化銨、四乙基四氟硼酸胺、苯扎氯銨或高氯酸季銨鹽中的任意一種或至少兩種的組合。

20、優(yōu)選地,所述燃速降速劑為srco3和銨鹽的組合。

21、優(yōu)選地,所述srco3和銨鹽的質(zhì)量比為5:1~1:5,例如可以是5:1、5:2、5:3、5:4、1:1、1:2、1:3、1:4、1:5等。

22、優(yōu)選地,當所述固體火箭發(fā)動機燃料選自端羥基聚丁二烯時,所述燃速降速劑選自碳酸鹽、氟化物、草酰胺或尿素中的任意一種或至少兩的組合。

23、優(yōu)選地,當所述固體火箭發(fā)動機燃料選自高氯酸銨時,所述燃速降速劑選自氨鹽、胺類化合物、銨鹽或季銨鹽中的任意一種或至少兩的組合。

24、優(yōu)選地,在所述嵌有金屬絲的藥柱本體層中,所述藥柱本體的內(nèi)徑和外徑之比為0.2~0.4,例如可以是0.2、0.22、0.24、0.26、0.28、0.3、0.32、0.34、0.36、0.38、0.4等。

25、優(yōu)選地,在所述嵌有金屬絲的藥柱本體層中,所述藥柱本體的長度和外徑之比為3~10,例如可以是3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10等。

26、在本發(fā)明中,采用添加金屬絲的方式控制藥柱內(nèi)部導(dǎo)熱過程,金屬絲在發(fā)動機工作過程中也可參與燃燒,能提高比沖;且本發(fā)明通過調(diào)整金屬絲或金屬纖維的種類、數(shù)量、粗細和分布等參數(shù)實現(xiàn)對藥柱燃速的增強和精確控制。另一方面,金屬絲能顯著提高固體火箭發(fā)動機燃料的力學(xué)特性,增加藥柱的抗拉強度和剛度,能夠保持藥柱形狀。在推進劑中混入金屬絲,可顯著提高推進劑的燃燒速度,可以達到原來的2~5倍,甚至更高??梢詫崿F(xiàn)對固體火箭發(fā)動機性能的優(yōu)化和提升。即嵌有金屬絲的藥柱本體層的應(yīng)用不僅提高了藥柱的燃燒性能和力學(xué)特性,還為實現(xiàn)精確控制火箭發(fā)動機的燃速提供了新的途徑。

27、更近一步地,使用嵌有金屬絲的藥柱本體層的作用有以下幾個方面。1、金屬絲的能量密度很高,金屬絲自身的燃燒可以釋放出大量的熱,可以增加燃燒溫度和燃燒效率,提高能量釋放的大小,提供飛行器起飛階段所需的高燃速和大推力。2、利用金屬絲良好的導(dǎo)熱性,在固體火箭發(fā)動機的藥柱中可以起到傳導(dǎo)熱量的作用。藥柱的燃燒過程中,金屬絲自身燃燒所釋放的熱量,依靠金屬絲良好的導(dǎo)熱能力對固相中傳熱,使得固相中和金屬絲相鄰的藥柱地方會吸收到更多的熱量,形成一個金屬絲加熱區(qū)。增強了氣相燃燒區(qū)對固相的傳熱,從而增加燃速。3、金屬絲的力學(xué)性能很好,可以有效支撐燃料,增加藥柱的抗拉強度和剛度,能夠保持藥柱在燃燒過程中的完整性,防止發(fā)生脫落從而影響內(nèi)彈道性能。

28、優(yōu)選地,所述金屬絲的材質(zhì)選自銀、銅、鎢、鋁、鉑、鎂、康銅或鋼中的任意一種或至少兩種的組合。

29、優(yōu)選地,所述鋼選自為304、316、45號鋼、4146合金鋼或gh3030中的任意一種。

30、在本發(fā)明中,金屬絲通常上述可燃金屬制成。而金屬的導(dǎo)熱性能,熔點,金屬絲的直徑和長度、排布方式或密度均對燃速增強產(chǎn)生不同的影響。通過使用不同尺寸(長度、直徑)的金屬絲以及使用不同排布方式、排布角度、排布密度的金屬絲可以對藥柱的燃速實現(xiàn)智能化控制。

31、其中,金屬絲的性能參數(shù)和燃速增大倍數(shù)如下表1所示:

32、表1

33、

34、如上表1所示,金屬絲材料可以采用銀、銅、鎢、鉑、鋁、鎂、康銅、鋼材料,影響燃速增大倍數(shù)的主要是金屬絲的導(dǎo)熱性能,即熱擴散系數(shù)a。銀的a最大,其使燃速增大的幅度也最大。其次,金屬熔點的高低也有顯著影響。熔點愈高,金屬絲在高溫燃氣中保留的長度愈長,可以吸收多的熱量進入金屬絲,有利于燃速的增大。以銅和鋁相比,它們的a數(shù)值相差不大,但銅的熔點比鋁高,燃速增大的倍數(shù)因而更大。

35、此外,為了同時提高金屬絲的導(dǎo)熱性和耐熱性,可以采用雙金屬絲。一種金屬絲導(dǎo)熱性好,另一種熔點高,將兩者結(jié)合在一起,嵌入推進劑中,可以使燃速有更大的增加。經(jīng)過實驗得到金屬絲的燃速增強能力:銀>銅>鎢>鋁>鎂>康銅>鋼。在需要力學(xué)特性和經(jīng)濟性要求下,可以使用鋼絲;為了獲得最大的燃速增加倍數(shù)時可以選用銀絲或銅絲;而考慮綜合性能通常選用鋁絲和鎂絲,并同時提高發(fā)動機性能和質(zhì)量特性。

36、其中,金屬絲直徑對燃速的影響如下表2所示:

37、表2

38、

39、如上表2所示,金屬絲的直徑也影響燃速增大的倍數(shù)。對于燃速有一個最有利的直徑,其燃速增大倍數(shù)最高。此外,隨著壓強增大,燃速增大倍數(shù)也略有增加。金屬絲的直徑一般選取為0.1~0.2mm,在此區(qū)間內(nèi)的金屬絲的燃速增強效果較好,而對能量特性幾乎沒有影響。

40、優(yōu)選地,所述金屬絲的直徑為0.1~0.2mm,例如可以是0.1mm、0.12mm、0.14mm、0.16mm、0.18mm、0.2mm等。

41、優(yōu)選地,所述金屬絲的排布方式包括徑向排布、隨機嵌入、環(huán)形排布或網(wǎng)狀交叉排布中的任意一種或至少兩種的組合。

42、優(yōu)選地,當所述金屬絲的排布方式為徑向排布時,所述嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱的具體結(jié)構(gòu)為:垂直于燃燒端面在藥柱本體中沿著圓周方向均勻插入長條形金屬絲。

43、當所述金屬絲的排布方式為徑向排布時,藥柱的前后期都均勻增加燃速,并在金屬絲周圍形成一個錐形的燃速增強區(qū)。

44、優(yōu)選地,所述長條形金屬絲的長度與藥柱本體的厚度之比為1:(1~5),例如可以是1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5等。

45、優(yōu)選地,所述長條形金屬絲的長度為10~100mm,例如可以是10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm、100mm等。

46、優(yōu)選地,所述長條形金屬絲的直徑為0.1~0.2mm,例如可以是0.1mm、0.12mm、0.14mm、0.16mm、0.18mm、0.2mm等。

47、優(yōu)選地,所述藥柱本體中所插入相鄰的兩根長條形金屬絲間形成的夾角為10~120°,例如可以是10°、20°、30°、40°、50°、60°、70°、80°、90°、100°、110°、120°等。

48、優(yōu)選地,所述長條形金屬絲的根數(shù)為3~36根,例如可以是3根、4根、6根、8根、10根、12根、14根、16根、18根、20根、22根、24根、26根、28根、30根、32根、34根、36根等。

49、優(yōu)選地,當所述金屬絲的排布方式為隨機嵌入時,所述嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱的具體結(jié)構(gòu)為:在藥柱本體中隨機分布有短條形金屬絲。

50、當所述金屬絲的排布方式為隨機嵌入時,此種方案對力學(xué)性能增強效果較好,隨機添加也可以均勻地在徑向方向、周向方向均產(chǎn)生燃速增強效果,燃速增強和金屬絲添加比例有關(guān)。

51、優(yōu)選地,所述短條形金屬絲的分布密度為1×105~3×106根/m3,例如可以是1×105根/m3、2×105根/m3、3×105根/m3、4×105根/m3、5×105根/m3、6×105根/m3、7×105根/m3、8×105根/m3、9×105根/m3、1×106根/m3、2×106根/m3、3×106根/m3等。

52、優(yōu)選地,所述短條形金屬絲為所述藥柱本體的質(zhì)量的1~30%,例如可以是1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、15%、20%、25%、30%等。

53、優(yōu)選地,所述短條形金屬絲的長度為1~3mm,例如可以是1mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3mm等。

54、優(yōu)選地,所述短條形金屬絲的直徑為0.1~0.2mm,例如可以是0.1mm、0.12mm、0.14mm、0.16mm、0.18mm、0.2mm等。

55、優(yōu)選地,當所述金屬絲的排布方式為環(huán)形排布時,所述嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱的具體結(jié)構(gòu)為:在藥柱本體中沿著圓周方向插入金屬環(huán)。

56、當所述金屬絲的排布方式為環(huán)形排布時,在燃燒到金屬環(huán)時,環(huán)狀的金屬環(huán)會顯著增加釋放的熱量,使藥柱會有瞬時的燃速增強。

57、優(yōu)選地,所述金屬環(huán)的個數(shù)1~5個,例如可以是1個、2個、3個、4個、5個。

58、優(yōu)選地,相鄰金屬環(huán)之間的距離與藥柱本體的厚度之比為1:(1~5),例如可以是1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5等。

59、優(yōu)選地,所述金屬環(huán)是由長條形金屬絲圍成的環(huán)形金屬絲,且所述長條形金屬絲的直徑為0.1~0.2mm,例如可以是0.1mm、0.12mm、0.14mm、0.16mm、0.18mm、0.2mm等。

60、優(yōu)選地,所述金屬絲的排布方式為徑向排布和環(huán)形排布的組合。

61、優(yōu)選地,當所述金屬絲的排布方式為網(wǎng)狀交叉時,所述嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱的具體結(jié)構(gòu)為:在藥柱本體中嵌有由金屬絲交叉所形成的金屬網(wǎng)。

62、當所述金屬絲的排布方式為網(wǎng)狀交叉時,此種方案對力學(xué)性能增強效果最好,顯著提高固體火箭發(fā)動機藥柱的力學(xué)特性,增加藥柱的抗拉強度和剛度,能夠保持藥柱形狀,金屬絲增強燃速效果和網(wǎng)狀金屬絲的排布密度、夾角有關(guān)。

63、優(yōu)選地,所述金屬絲的直徑為0.1~0.2mm,例如可以是0.1mm、0.12mm、0.14mm、0.16mm、0.18mm、0.2mm等。

64、優(yōu)選地,相鄰金屬絲交叉角度為30~90°,例如可以是30°、32°、34°、36°、38°、40°、42°、44°、46°、48°、50°、52°、54°、56°、58°、60°、62°、64°、66°、68°、70°、72°、74°、76°、78°、80°、82°、84°、86°、88°、90°等。

65、優(yōu)選地,所述金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中最小單位的網(wǎng)格面積為25~100mm2,例如可以是25mm2、30mm2、35mm2、40mm2、45mm2、50mm2、55mm2、60mm2、65mm2、70mm2、75mm2、80mm2、85mm2、90mm2、95mm2、100mm2等。

66、優(yōu)選地,所述金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中網(wǎng)格的分布密度為1×104~4×104個/m2,例如可以是1×104個/m2、1.5×104個/m2、2×104個/m2、2.5×104個/m2、3×104個/m2、3.5×104個/m2、4×104個/m2等。

67、優(yōu)選地,相鄰金屬絲之間的垂直間距為5~10mm,例如可以是5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm等。

68、優(yōu)選地,所述金屬絲的表面涂覆有增加燃速的涂層。

69、優(yōu)選地,所述增加燃速的涂層的制備原料按質(zhì)量百分含量計包括以下組分:

70、粘合劑4~5份、氧化劑45~59份、增塑劑11~12份、燃速調(diào)節(jié)劑0~15份、炸藥18~35份、固化劑1~2份。

71、在本發(fā)明中,為了進一步提高燃速增大倍數(shù),可以設(shè)法提高沿金屬絲方向的燃速。有一種方案,就是在長金屬絲的外表面涂以高燃速的化學(xué)涂層,依靠涂層的高燃速,使沿金屬絲方向的燃速提高,從而提高燃速增大的倍數(shù)。

72、在所述增加燃速的涂層中,粘合劑的含量為4~5份,例如可以是4份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份、5份等。

73、在所述增加燃速的涂層中,氧化劑的含量為45~59份,例如可以是45份、46份、48份、50份、52份、54份、56份、58份、59份等。

74、在所述增加燃速的涂層中,增塑劑的含量為11~12份,例如可以是11份、11.2份、11.4份、11.6份、11.8份、12份等。

75、在所述增加燃速的涂層中,燃速調(diào)節(jié)劑的含量為0~15份,例如可以是0份、2份、4份、6份、8份、10份、12份、14份、15份等。

76、在所述增加燃速的涂層中,炸藥的含量為18~35份,例如可以是18份、20份、22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、35份等。

77、在所述增加燃速的涂層中,固化劑的含量為1~2份,例如可以是1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份等。

78、優(yōu)選地,所述粘合劑選自疊氮縮水甘油醚-四氫呋喃共聚醚和/或3,3雙(疊氮甲基)環(huán)氧丁烷-四氫呋喃共聚醚。

79、優(yōu)選地,所述氧化劑選自高氯酸銨、高氯酸鉀、高氯酸鈉、硝酸銨、硝酸鉀或硝酸鈉中的任意一種或至少兩種的組合。

80、優(yōu)選地,所述增塑劑選自硝化甘油、丁三醇三硝酸酯、三羥甲基乙烷三硝酸酯或二縮三乙二醇二硝酸酯中的任意一種或至少兩種的組合。

81、優(yōu)選地,所述燃速調(diào)節(jié)劑選自三氧化二鐵、鉻銅礦或碳黑中的任意一種或至少兩種的組合。

82、優(yōu)選地,所述炸藥選自奧克托今、黑索今或六硝基六氮雜異伍爾茲烷中的任意一種或至少兩種的組合。

83、優(yōu)選地,所述固化劑為二異氰酸酯類固化劑。

84、優(yōu)選地,所述二異氰酸酯類固化劑選自六次甲基二異氰酸酯和/或二聚脂肪酸二異氰酸酯。

85、第二方面,本發(fā)明提供一種所述的嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱在調(diào)節(jié)固體火箭發(fā)動機的燃速中的應(yīng)用。

86、第三方面,本發(fā)明提供一種所述固體火箭發(fā)動機包括燃燒室,所述燃燒室包括殼體、外絕熱層、內(nèi)絕熱層和藥柱。其中,所述外絕熱層設(shè)置于殼體的外表面,所述內(nèi)絕熱層設(shè)置于殼體的內(nèi)表面,所述藥柱填充于內(nèi)絕熱層內(nèi);且所述藥柱為第一方面所述的嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱。

87、基于此,使用此種藥柱的固體火箭發(fā)動機能夠針對不同任務(wù)使用柔性制造和量身定做的不同燃速以及燃速層數(shù)的藥柱,優(yōu)化發(fā)動機的推力變化范圍和大小,以任務(wù)需求來定義藥柱,更合理地分配推進劑的能量,根據(jù)作戰(zhàn)需調(diào)來使用實現(xiàn)不同彈道特性的。根據(jù)不同任務(wù),從而使導(dǎo)彈快速飛抵近距離目標;也可在飛行中降低飛行速度增加射程或感知目標,然后在末段加速攻擊目標。變推力藥柱的應(yīng)用使導(dǎo)彈能覆蓋來自防區(qū)內(nèi)的任何威脅,具有非線性超視距的攔截進攻能力。比如攔截遠程、高速目標時則采用兩層裝藥來,來提高射程和撞擊速度。

88、作為本發(fā)明一實施技術(shù)方案:采用星型裝藥內(nèi)孔燃燒,金屬絲采用三層排布方案,在藥柱內(nèi)層添加金屬鎂絲或鋁絲,排布方式可使用網(wǎng)狀金屬絲;在藥柱的中間部分添加燃速降速劑來降低燃速;在藥柱的外層也添加金屬鎂絲或鋁絲,排布方式選用短型金屬絲隨機排布。在起飛階段金屬絲起到滿足高燃速大推力的需求,快速起飛并加速達到巡航速度,在藥柱中間部分燃速較低,滿足彈道巡航要求,在最后接近目標階段,也利用金屬絲來實現(xiàn)高燃速用來滿足機動性和大推力要求。

89、作為本發(fā)明一實施技術(shù)方案:助推器方案:發(fā)動機整體在短時間內(nèi)需求高燃速大推力,所以整體均添加金屬絲,不添加燃速降速劑,金屬絲添加方案比如徑向長金屬絲方案,短型金屬絲隨機排布方案,或金屬網(wǎng)方案。使用此種藥柱的助推器可以快速達到巡航速度。

90、作為本發(fā)明一實施技術(shù)方案:多層金屬絲或燃速降速劑排布可以作為多脈沖固體火箭發(fā)動機的技術(shù)路線,按照導(dǎo)彈指導(dǎo)的需求,設(shè)定各級推力并調(diào)節(jié)各級持續(xù)時間,再設(shè)定各級的藥柱厚度,添加的金屬絲含量和添加方案。利用金屬絲來對推進劑進行能量管理來提高導(dǎo)彈的射程機動性和攔截能力。

91、作為本發(fā)明一實施技術(shù)方案:多脈沖技術(shù)方案,可通過對同一藥柱添加不同金屬絲、燃速降速劑等方案分別制造高燃速藥柱,低燃速藥柱,復(fù)雜彈道藥柱用于不同任務(wù)、不同目標、不同溫度、不同使用地點等。

92、相對于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明具有以下有益效果:

93、(1)本發(fā)明所述嵌有金屬絲的固體火箭發(fā)動機藥柱通過添加不同金屬絲和燃速降速劑的方式將藥柱分為不同燃速的多層,設(shè)定各層燃速及推力并調(diào)節(jié)間隔時間,通過對推進劑的能量管理,提高導(dǎo)彈的射程、機動性、攔截能力及作戰(zhàn)能力。

94、(2)本發(fā)明通過調(diào)整發(fā)動機推力的作用時間,可以優(yōu)化導(dǎo)彈飛行過程中的加減速過程,從而避免阻力等因素導(dǎo)致的能量損失,提高能量的利用效率。此外,通過控制后續(xù)發(fā)動機推力的作用時間,可以改變導(dǎo)彈的彈道特性,以滿足特殊的彈道要求,例如更高的打擊高度、更大的打擊速度以及在打擊目標前進行變速飛行等,末速度可提高20%,射程可增大20~30%。

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