大型固体火箭发动机喷管喉衬技术研究进展

王富强 张 力 陈 建

（1 西安工业大学，材料与化工学院，西安 710021）

（2 西安航天复合材料研究所，西安 710025）

文 摘 大型固体火箭发动机喷管的研制，必须掌握关键的大尺寸喉衬技术。本文梳理了法国、日本、美国、印度的大型固体发动机喷管、喉衬技术的发展与应用，分析总结了大尺寸喉衬的应用情况及材料制备工艺、烧蚀性能等；对国内大尺寸喉衬的研制进展进行概括，最后基于我国大型固体发动机喷管喉衬的现状，对大尺寸喉衬设计、材料制备技术的未来发展进行了展望与总结。

0 引言

随着世界航天技术的发展，人类太空活动范围日益扩大，对进入空间的航天运载能力提出了更高的要求，如登陆月球、火星探测、深空探测等项目对大型火箭发动机有明确的运载能力需求［1-3］。固体火箭发动机推力大、推重比高、结构简单，在降低重力损失、提升质量比方面具有明显优势，可满足低成本、快速发射、长期贮存等要求，已广泛应用于重型运载火箭的助推器、一级发动机等。大型固体发动机不仅可提升运载能力，还可有效降低系统复杂性［4-7］。

喉衬是固体火箭发动机喷管的关键部件，工作在高温、高压、高速且含有气固两相流条件下，其烧蚀性和热结构完整性决定了发动机推力性能。喉衬材料主要有钨、石墨、碳布/酚醛、碳/碳复合材料（C/C）等，C/C 材料因其抗烧蚀性能好、比强度高、热胀系数小、热导率高、结构性能好而得到广泛应用，也成为未来高性能固体发动机喉料材料的最佳选择［8-9］。……