双脉冲发动机点火过程数值模拟*

朱 亮，田小涛，李映坤，邓 恒，宋 军

(1.西安现代控制技术研究所，西安 710065；2.南京理工大学 机械工程学院，南京 210094)

0 引言

固体火箭发动机作为推进装置，在航空航天、军事领域得到广泛应用。为进一步拓宽固体火箭发动机的应用范围，在传统固体火箭发动机的基础上，通过在燃烧室内设置脉冲隔离装置(Pulse Separation Device, PSD )，使其具备多次关机和启动，合理分配推力及各脉冲工作时间的能力，这将极大地提高武器系统的作战性能[1]。

国外双脉冲固体火箭发动机(下文简称双脉冲发动机)相关研究开展较早，且目前已在具体型号上得到应用[2]，早在20世纪70年代至90年代，就有关于双脉冲发动机脉冲隔离装置设计方面的专利[3]；在2004年，德国拜耳公司设计了一款φ120 mm的双脉冲固体火箭发动机，并对其进行了多次地面静止试验[4]，试验测得数据表明，发动机各脉冲单独工作性能良好，在不同点火时间间隔条件下，双脉冲发动机均能可靠工作；在2010年，STADLER等[5]对双脉冲固体火箭发动机技术进行了应用研究，采用软质隔层作为脉冲隔离装置，地面静止试验数据表明，该设计方案能够稳定可靠工作，随后进行了飞行测试，飞行试验数据表明发动机各脉冲均工作正常，飞行器最高飞行速度达到Ma=7；在2015年，KIM等[6]设计、制造了一种隔层式双脉冲发动机，并对其进行了地面静止试验。试验中，采用了不同的脉冲点火时间间隔，试验数据表明，发动机达到预期指标，还发现脉冲点火时间间隔对发动机烧蚀有较大影响。……