弹用发动机原理及新进展 本书特色
本书共 10 章,前 4 章主要介绍气体动力学基础、化学火箭发动机的工作参数和性能参数计算、化学推进剂及燃烧等内容;第 5 、 6 章介绍了液体火箭发动机的基本部件及发动机气液系统的工作原理;第 7 、 8 章介绍了固体火箭发动机的基本组件、固体推进剂的燃速、固体推进剂装药及零维内弹道计算方法;第 9 章介绍了冲压发动机的进气道、燃烧室、尾喷管的工作原理、冲压发动机的性能参数计算及特征截面气流参数的计算;第 10 章介绍了未来先进弹用发动机和组合动力技术。
本书可作为高等院校飞行器设计专业及相关专业本科生和研究生的教学用书,也可供有关专业技术人员参考使用。
弹用发动机原理及新进展 内容简介
弹用发动机在导弹的研究中占有重要地位,被称为导弹的心脏。 在导弹70 多年的发展历程中,弹用发动机也历经了数次变革,并呈现出液体火箭发动机、固体火箭发动机、弹用涡喷发动机、涡扇发动机、冲压发动机等多种动力
装置同时使用的多元化局面。 一直以来各国学者对导弹新型动力装置的研制从未停止,超燃冲压发动机等新型动力系统有望成为未来高超声速导弹的理想动力装置。
本书在内容安排和叙述上,既保证了内容的全面性,又注意详略得当、重点突出,同时注重讲清基本概念和基本原理,结构合理,语言流畅易懂,适于读者阅读。
本书可作为高等院校飞行器设计专业及相关专业本科生和研究生的教学用书,也可供有关专业技术人员参考使用。
弹用发动机原理及新进展 目录
第 1 章 绪论 1
1.1 弹用发动机的定义和分类 2
1.2 弹用化学火箭发动机 3
1.2.1 弹用液体火箭发动机 3
1.2.2 弹用固体火箭发动机 6
1.3 弹用空气喷气发动机 8
1.3.1 弹用涡轮喷气发动机 8
1.3.2 弹用涡轮风扇发动机 9
1.3.3 弹用冲压发动机 10
1.4 固体火箭冲压发动机 13
1.5 发动机的适用范围 14
思考题 16
第 2 章 气体动力学基础 17
2.1 完全气体 18
2.2 声速与马赫数 19
2.3 一维定常流动基本方程 19
2.4 几个重要的气流参数 20
2.4.1 静参数与滞止参数 20
2.4.2 临界参数 21
2.4.3 速度系数 22
2.5 喷管的基本关系式 22
2.6 喷管的工作状态 24
2.6.1 收缩喷管 24
2.6.2 拉瓦尔喷管 25
2.7 一维定常等截面加热管流 26
2.7.1 瑞利线 26
2.7.2 加热对气流参数的影响 28
思考题 30
第 3 章 化学火箭发动机的主要参数和基本关系式 31
3.1 推力 32
3.2 总冲和比冲 35
3.3 喷管出口速度与有效排气速度 37
3.4 喷管的流量和面积比 38
3.5 特征速度 41
3.6 推力系数 41
3.7 喷管内气流参数计算 46
3.8 功率与效率 48
3.9 实际的化学火箭发动机 50
思考题 52
习题 52
第 4 章 化学推进剂及燃烧 55
4.1 液体火箭推进剂 56
4.1.1 液体推进剂的分类 56
4.1.2 对液体推进剂的要求 58
4.1.3 液体氧化剂 60
4.1.4 液体燃烧剂 62
4.1.5 液体推进剂发展趋势 63
4.2 固体推进剂 64
4.2.1 双基推进剂 65
4.2.2 复合推进剂 67
4.2.3 改性双基推进剂 71
4.2.4 高能固体推进剂及其新进展 72
4.3 液体推进剂的燃烧 74
4.4 固体推进剂的燃烧 75
4.4.1 双基推进剂的燃烧机理 75
4.4.2 复合推进剂的燃烧机理 76
思考题 78
第 5 章 液体火箭发动机的基本部件 80
5.1 推力室 81
5.1.1 燃烧室的容积和形状 82
5.1.2 喷管的形状 84
5.1.3 推力室的冷却 86
5.1.4 喷注器 95
5.2 涡轮泵 102
5.2.1 涡轮 102
5.2.2 泵 104
5.3 阀门 110
5.4 推力室设计计算举例 112
思考题 115
习题 115
第 6 章 液体火箭发动机气液系统 117
6.1 推进剂供应系统 118
6.1.1 挤压式供应系统 118
6.1.2 泵压式供应系统 121
6.1.3 燃气发生器循环的输送关系 126
6.2 贮箱增压系统 128
6.2.1 气瓶增压系统 128
6.2.2 推进剂汽化增压系统 131
6.2.3 化学增压系统 131
6.3 吹除与预冷系统 132
6.3.1 吹除系统 133
6.3.2 预冷系统 133
6.4 液体火箭发动机的启动与关机 135
6.4.1 发动机的启动 135
6.4.2 推进剂组元的点火 137
6.4.3 发动机的关机 138
6.5 整个发动机系统的性能 140
思考题 141
习题 141
第 7 章 固体火箭发动机的基本组件 143
7.1 发动机壳体 144
7.2 喷管 147
7.3 点火装置 150
7.4 推力矢量控制装置 152
7.5 推力终止装置 156
思考题 157
第 8 章 固体火箭发动机装药及零维内弹道计算 158
8.1 燃速 159
8.1.1 燃速的经验公式 159
8.1.2 燃速的影响因素 160
8.2 固体推进剂装药的分类 163
8.3 几种常用装药的特点 165
8.4 单室双推力药柱 168
8.5 零维内弹道计算 169
8.5.1 零维内弹道的基本方程 170
8.5.2 零维内弹道的近似计算方法 171
8.5.3 装药燃面面积和通道截面积的计算 173
思考题 176
习题 177
第 9 章 冲压发动机 178
9.1 冲压发动机概述 179
9.1.1 进气道 179
9.1.2 燃烧室 183
9.1.3 尾喷管 184
9.2 冲压发动机的性能参数 185
9.2.1 推力 185
9.2.2 比冲和单位燃油消耗率 187
9.2.3 推力系数 188
9.2.4 各种效率 189
9.3 冲压发动机特征截面气流参数计算 191
思考题 195
第 10 章 先进发动机及组合循环推进系统 196
10.1 超燃冲压发动机 197
10.1.1 超燃冲压发动机的工作循环 197
10.1.2 超燃冲压发动机的主要部件 198
10.1.3 双模态超燃冲压发动机 201
10.1.4 超燃冲压发动机的发展状况 202
10.2 脉冲爆震发动机 204
10.2.1 脉冲爆震发动机的工作循环 204
10.2.2 脉冲爆震发动机的研究进展 206
10.3 火箭基组合循环推进系统 207
10.3.1 支板火箭引射 RBCC 208
10.3.2 RBCC 的研究进展 209
10.4 涡轮基组合循环推进系统 211
10.4.1 TBCC 的基本形式 211
10.4.2 TBCC 的研究进展 213
10.5 空气涡轮火箭发动机 214
附录 217
参考文献 218
名词索引 223
弹用发动机原理及新进展 作者简介
关英姿
1968年生，1993年于南京理工大学获火箭发动机专业硕士学位，2000年于哈尔滨工业大学获飞行器设计学科博士学位。现为哈尔滨工业大学航天工程系教授，硕士生导师，空间科学学会空间机电与空间光学专业委员会委员。长期承担飞行器设计与工程专业本科生“动力装置”课的教学工作，2006年出版教材《火箭发动机教程》。主要研究方向有化学火箭发动机技术、新型动力装置、导弹光学目标仿真与测试技术等。先后参与完成国家自然科学基金面上项目、科技部支撑项目及航天科研院所的横向课题若干项，获国防科技进步二等奖1项，三等奖4项，发表学术论文30余篇。
盛中 2019 01 04 10:19:34
韦常柱
1982年出生，男。黑龙江桦南人，哈尔滨工业大学航天工程系副教授。从事飞行器先进控制方法、先进制导算法设计、组合动力飞行器建模与总体设计的教学与研究工作，主讲“火箭控制系统设计”“导弹飞行力学与控制”等课程，发表学术论文40余篇，参编专著1部。
负责完成 在研国家自然科学、国家863、专项工程、军委科技委、军兵种预研项目及博士后科学基金、博士后启动基金等纵向项目20余项，以及航天、航空、兵器集团等科研院所的30余项横向科研项目。2012年获军队科技进步三等奖1项。
浦甲伦
1979年12月出生，男。博士，哈尔滨工业大学航天学院航天工程系讲师，硕士生导师。2013年2月至2014年2月于意大利米兰理工大学航天科学与技术系担任访问学者。主要从事导弹总体设计、弹道设计、飞行器自主导航与组合导航、系统参数辨识等方面的研究。现为中国空间光学学会青年委员、中国数学学会会员、中国宇航学会会员等，已发表论文20余篇。承担和参与相关领域科研项目70余项。
