轴棒法编织C／C喉衬烧蚀性能缩比试验评价方法-论文.pdf

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1、固体火箭技术第37卷第4期JournalofSolidRocketTechnology轴棒法编织C／C喉衬烧蚀性能缩比试验评价方法①王周成，张飞，陈慧，史宏斌，陈妮(中国航天科技集团公司四院四十一所，西安710025)摘要：针对新型喉衬用轴棒法编织C／C复合材料的结构特点，建立了一种采用圆形喉衬缩比烧蚀发动机评价全尺寸发动机喉衬烧蚀性能的缩比试验方法。依据该方法进行了多发缩比烧蚀发动机试验，并结合全尺寸发动机喉衬烧蚀试验数据，给出了与发动机工况、结构尺寸和推进剂类型相关的轴棒法编织C／C喉衬烧蚀性能评价公式。利用其

2、他批次喉衬在不同型号发动机的烧蚀数据，对评价公式进行了校验和分析，预示结果与试验结果较一致，表明建立的试验方法和评价公式能够体现缩比烧蚀发动机与全尺寸发动机烧蚀性能的相关性。关键词：轴棒法编织C／C复合材料；烧蚀性能；圆形喉衬；缩比烧蚀发动机；全尺寸发动机中图分类号：V435文献标识码：A文章编号：1006．2793(2014)04．0583—04DoI：10．7673／j．issn．1006—2793．2014．04．029Subscaletestmethodforablativepropertiesofthro

3、atinsertusingC／CcompositeswovenwithaxialcarbonrodsWANGZhou—cheng，ZHANGFei，CHENHui，SHIHong—bin，CHENNi(The41stInstituteoftheFourthAcademyofCASC，Xi"an710025，China)Abstract：BasedonthebraidedstructureofnewthroatinsertmaterialC／Ccompositematerialwithaxialcarbonrods，

4、thesub—scaletestmethodonevaluatingfull-scalemotorthroatinsertablativepropertiesusingasubscalemotorwithcirclethroatinsertwasdeveloped．Severalsubscaleablationmotortestswereperformed．TheformulaforevaluatingablativepropertiesofthroatinsertusingC／Ccompositeswithaxi

5、alcarbonrodswhichrelatetomotorworkcondition，structuraldimensionandpropellanttypewereobtainedbycombiningtheablationdataofsubscalemotorandfull—scalemotor．Theformulawasverifiedbyusingablationdataofotherbatchthroatinsertindifferenttypemotors．Resultsshowthattherela

6、tivityofablativepropertiesbetweensubscalemotorandfull—scalemo—torcouldberepresentedbythedevelopedtestmethodandtheevaluatingformula．Keywords：C／Ccompositeswithaxialcarbonrods；ablationproperties；circlethroatinsert；subscaleablationmotor；full—scalemotor0引言室压强等热环境因素

7、，以及材料的本体特性。因此，C／C复合材料以其优越的热物理、机械及烧蚀性通过模拟烧蚀试验来评价材料的烧蚀性能对喉衬热结能，成为喷管喉衬的首选材料。其中，烧蚀性能是喉衬构设计具有重要的指导意义和工程应用价值。C／C喉热结构设计的重要依据，是喉衬材料的重要指标。在衬烧蚀性能试验方法主要包括离子加热、电弧加热¨固体火箭发动机热环境中，喷管喉衬的烧蚀是一个非和烧蚀试验发动机等。由于离子加热和电弧加热常复杂的过程，包含了热化学烧蚀、机械剥蚀和粒子侵的烧蚀环境特定，不能真实地模拟固体火箭发动机蚀1-5]。近年来，通过对喉衬微观

8、结构、热化学反应的A1O粒子引起的两相流以及燃气组分等因素对烧蚀研究J，对喉衬的烧蚀机理有了更深入的认识。C／C的影响。为此，本文采用缩比烧蚀试验发动机评价喉喉衬的烧蚀受多种因素的影响，包括燃气特性和燃烧衬的烧蚀性能。①收稿日期：2013—09-23；修回日期：2013—11-08。基金项目：国家973项目(973—61391)。作者简介：王周成(1985一