固体火箭发动机尾喷管用耐高温复合堵盖设计及性能研究①

刘道坤,辛 苗,孙晓娇,陈昌将,乌日娜,方常青,薛牧遥,吴裕荣

(1.上海航天动力技术研究所,上海 201109;2.93145部队,上海 201109)

0 引言

可抛助推滑翔式高超声速导弹由于具有技术实现难度相对较低、速度高、机动性好等应用特点而备受多国重视[1]。由于该类型导弹存在级间分离,以致在分离后的一定时间段内,作为二级推进动力的固体火箭发动机尾喷管堵盖则直接暴露在因导弹高速飞行而产生的高温尾流中。尾喷管堵盖是固体火箭发动机关键部件之一,一般通过各种胶粘剂胶接固定在尾喷管喉部或扩张段内表面,在发动机储存或战备挂飞时起到密封、隔热作用,同时兼备一定的强度和刚度以达到抵抗交变应力的能力[2]。因此,二级发动机尾喷管堵盖功能性能的有效实现是可抛助推滑翔式高超声速导弹成功接力转级工作过程中的重要一环。

目前,国内外学者和科研技术人员针对不同导弹型号研制任务剖面,对固体火箭发动机尾喷管堵盖的选材、设计结构以及功能性能等方面开展了许多研究,主要聚焦点在尾喷管堵盖的结构设计[3]、力学性能[4]及破坏方式[5-6]等方面,相关技术成果已经转化为具体的工程应用[7-9]。但有关应用于高超声速导弹级间分离时尾喷管用耐高温复合堵盖的详细设计或试验等相关研究内容却相当少见。

本文基于某型导弹飞行试验任务需求,设计一种新型固体火箭发动机尾喷管用耐高温复合堵盖,并对该尾喷管用复合堵盖的设计、承压及打开试验、力学特性以及耐热性能进行研究和探讨,以期为具有类似型号背景的固体火箭发动机尾喷管堵盖设计与选择提供参考和指导。……