[发明专利]一种固体火箭发动机内弹道性能的预示方法

权利要求书

1.一种固体火箭发动机内弹道性能的预示方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

建立参数化装药结构模型；

对装药结构模型的燃烧过程进行仿真模拟，在燃面推移的过程中，获得已燃肉厚与燃面面积关系曲线和已燃肉厚与绝热层暴露面积关系曲线；

根据已燃肉厚与燃面面积关系曲线和推进剂燃烧特征值，计算不同时间点对应的推进剂质量流率；

根据已燃肉厚与绝热层暴露面积关系曲线和绝热层烧蚀速率，计算不同时间点对应的绝热层烧蚀质量流率；

将相同时间点对应的推进剂质量流率和绝热层烧蚀质量流率相加，获得该时间点对应的燃烧产物质量流率，获得燃烧时间与燃烧产物质量流率关系曲线；

根据燃烧时间与燃烧产物质量流率关系曲线获取内弹道性能曲线；

其中，装药结构外部包括绝热层和设置在绝热层内部的推进剂，已燃肉厚0mm时，装药结构左侧和右侧包括绝热层暴露面；绝热层暴露面积随着已燃肉厚的增加而增加；绝热层烧蚀量随着已燃肉厚的增加而增加；

在燃面推移的过程中，实时测量和输出每个已燃肉厚对应的燃面面积，依据每个已燃肉厚对应的燃面面积，输出已燃肉厚与燃面面积关系曲线；

在燃面推移的过程中，实时测量和输出每个已燃肉厚对应的绝热层暴露面积，依据每个已燃肉厚对应的绝热层暴露面积，输出已燃肉厚与绝热层暴露面积关系曲线；

绝热层烧蚀质量流率的计算方法为：

根据绝热层烧蚀率和绝热层暴露面积计算绝热层烧蚀体积；

根据绝热层烧蚀体积和绝热层密度计算绝热层烧蚀质量；

根据绝热层烧蚀质量和该绝热层烧蚀质量对应的时间计算绝热层烧蚀质量流率。

2.根据权利要求1所述的固体火箭发动机内弹道性能的预示方法，其特征在于，内弹道性能曲线包括时间与压强关系曲线，时间与压强关系曲线的获得方法为：根据燃烧时间与燃烧产物质量流率关系曲线计算发动机燃烧室压强，获取内弹道的时间与压强关系曲线。

3.根据权利要求2所述的固体火箭发动机内弹道性能的预示方法，其特征在于，内弹道性能曲线还包括压强与推力关系曲线，压强与推力关系曲线的获得方法为：根据燃烧室压强，计算发动机燃烧室推力，获取内弹道的压强与推力关系曲线。

4.根据权利要求1所述的固体火箭发动机内弹道性能的预示方法，其特征在于，推进剂质量流率的计算方法为：

根据推进剂燃速和燃面面积计算燃烧了的推进剂体积；

根据推进剂体积和推进剂密度计算推进剂质量；

根据推进剂质量和时间步长计算推进剂质量流率。

5.根据权利要求1所述的固体火箭发动机内弹道性能的预示方法，其特征在于，建立参数化装药结构模型包括如下步骤：

建立三维固体火箭发动机几何模型；

根据三维固体火箭发动机几何模型使用行为建模技术建立固体火箭发动机的基础装药结构模型。

6.根据权利要求5所述的固体火箭发动机内弹道性能的预示方法，其特征在于，在基础装药结构模型的基础上建立已燃肉厚特征参数、燃面面积特征参数和绝热层烧蚀面面积特征参数。

7.根据权利要求6所述的固体火箭发动机内弹道性能的预示方法，其特征在于，根据基础装药结构模型的燃面推移时间设计装药燃烧室绝热层；建立考虑绝热层的装药结构模型。