《火箭武器發射過程的燃氣射流》是2018年12月01日科學出版社出版的圖書，作者是李軍。
基本介紹
- 書名：火箭武器發射過程的燃氣射流
- 作者：李軍
- ISBN：9787030589385
- 頁數：277
- 定價：99.00元
- 出版社：科學出版社
- 出版時間：2018年12月01日
- 裝幀：平裝
- 開本：B5
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
火箭武器發射過程產生的燃氣射流對發射系統有強烈的衝擊作用，其衝擊載荷是武器系統結構剛強度、衝擊與防護設計的重要依據。因此，如何獲取和合理使用燃氣射流的衝擊載荷成為火箭武器研究領域的關鍵問題。本書通過描述和分析燃氣射流的流動特性，求解了燃氣射流對發射系統作用的力學行為；並結合工程實踐，闡明了燃氣射流與火箭發射系統的相互作用關係，給出了燃氣射流流動特性的實驗測量和數值仿真方法，提供了壓強參量和流場信息的具體測量方法。本書研究成果有效解決了燃氣射流衝擊載荷的工程求解問題。 本書包括6章內容：第1章講述流體的流動與推力的產生；第2章介紹火箭武器系統及其發射技術；第3章討論火箭燃氣的生成、流動及其特性；第4章討論火箭武器發射過程中燃氣射流的流動形態；第5章介紹燃氣射流的實驗測量方法；第6章介紹燃氣射流的數值仿真方法。
圖書目錄
序
前言
第1章 流體的流動與推力的產生 1
1.1 流動產生推力的4個例子 2
1.1.1 4個例子 2
1.1.2 例子的運動原理 4
1.2 火箭發動機推進技術 6
1.2.1 火箭推進劑的發展歷史 6
1.2.2 拉瓦爾噴管的工作原理 7
1.2.3 氣體壓強與推力 9
1.3 流體遇阻與壓強變化 10
1.3.1 不可壓縮流體遇阻時的壓強變化 10
1.3.2 可壓縮流體遇阻時的壓強變化 11
1.3.3 流動遇阻與壓強變化的關係 12
1.4 內容導讀 13
1.4.1 衝擊載荷與結構設計關係 13
1.4.2章節邏輯關係 14
本章小結 15
參考文獻 16
第2章 火箭武器系統及其發射技術 17
2.1 參數與坐標定義 18
2.1.1 坐標系 18
2.1.2 參數的含義、符號及單位 18
2.2 火箭彈的構成與性能 20
2.2.1 火箭彈組成部件及其功能 21
2.2.2 火箭彈的飛行穩定性 22
2.2.3 火箭發動機的分類 23
2.2.4 固體火箭發動機的裝藥與燃燒 24
2.2.5 燃氣在噴管中的流動特徵 27
2.3 火箭炮發展歷史、構成及功能 30
2.3.1 發射裝置 31
2.3.2 運行底盤與地面支撐系統 39
2.3.3 指揮與控制系統 41
2.3.4 輔助系統 41
2.4 火箭彈發射技術 41
2.4.1 火箭彈發射過程 44
2.4.2 燃氣射流對發射系統的衝擊 45
2.4.3 傾斜發射與垂直發射技術 47
2.4.4 同時離軌發射技術 49
本章小結 50
參考文獻 50
第3章 燃氣的生成、流動及其特性 52
3.1 固體火箭推進劑組成與特性 52
3.1.1 雙基推進劑 54
3.1.2 複合推進劑 55
3.1.3 複合雙基推進劑 55
3.1.4 推進劑的組成與燃燒成分 55
3.2 推進劑的燃燒與燃氣的生成 57
3.2.1 雙基推進劑的燃燒模型 57
3.2.2 複合推進劑的燃燒模型 62
3.3 燃氣流動與推力的產生 65
3.3.1 燃氣的排出與推力的產生 65
3.3.2 燃氣的一維流動 67
3.3.3 噴管形狀對流動的影響 73
3.4 燃氣及其流動的基本屬性 77
3.4.1 關於氣體流動的假設與基本定義 78
3.4.2 氣體狀態方程 81
3.4.3 氣體的可壓縮性與黏性 82
3.4.4 高溫氣體的熱力學特性 85
3.4.5 多組分混合氣體 86
3.5 燃氣流動模型的選擇 88
3.5.1 絕熱流動與等熵流動模型 88
3.5.2 理想流體(無黏性流體)流動模型 89
3.5.3 不可壓縮流體流動模型 89
3.5.4 湍流效應 90
3.5.5 有限速率化學反應 90
本章小結 90
參考文獻 91
第4章 燃氣射流的流動形態 92
4.1 火箭彈發射過程的5 個階段 93
4.1.1 定向器前後蓋的開啟方式 93
4.1.2 點火階段 94
4.1.3 閉鎖解脫階段 96
4.1.4 定向器內運動階段 97
4.1.5 燃氣射流衝擊管口階段 98
4.1.6 火箭彈遠離定向器階段 99
4.2 燃燒室與噴管內的流動形態 100
4.2.1 流動的維數 100
4.2.2 燃燒室及噴管內流動的特點 101
4.3 同口徑筒式定向器內及管口流動形態 103
4.3.1 發射初期燃氣流動區域幾何構型 103
4.3.2 定向器內燃氣流動形態和規律 105
4.3.3 管口衝擊時燃氣流動形態和規律 105
4.4 異口徑筒式定向器流動與衝擊形態 106
4.4.1 發射初期燃氣流動區域及形態 107
4.4.2 定向器內運動過程燃氣射流流動形態 108
4.4.3 管口衝擊時流動幾何構型 109
4.5 同時離軌定向器燃氣流動與衝擊形態 109
4.5.1 發射初期燃氣流動區域的幾何構型 109
4.5.2 定向器內燃氣流動形態與規律 110
4.6 滑軌式和籠式定向器內燃氣射流流動與衝擊形態 111
4.6.1 發射初期燃氣射流流動區域幾何構型 111
4.6.2 在軌運動時燃氣流動區域幾何構型 112
4.7 迎氣面面積與燃氣衝擊力 113
本章小結 115
參考文獻 115
第5章 燃氣射流的實驗測量 117
5.1 燃氣射流流場參數的定義 121
5.1.1 壓強的測量歷史 122
5.1.2 測量壓強的標準裝置 123
5.1.3 與壓強有關的幾個概念 127
5.1.4 運動流體的壓強測量 132
5.2 燃氣自由射流流場壓強的測量 148
5.2.1 自由射流流場的典型結構 148
5.2.2 自由射流流場壓強分布 152
5.2.3 自由射流流場壓強測量系統的構建 153
5.2.4 某自由射流流場壓強測量系統實例 156
5.2.5 測點布設與流場預估 159
5.2.6 實驗測量結果回歸分析 170
5.2.7 實驗測量實例 171
5.3 定向器迎氣面衝擊壓強的測量 173
5.3.1 壓強測點布設相關問題 174
5.3.2 實驗測量與數據處理 182
5.4 燃氣射流衝擊力計算 188
本章小結 191
參考文獻 192
第6章 燃氣射流的數值仿真 194
6.1 計算流體力學與有限差分法 197
6.1.1 微分的差分運算 199
6.1.2 關於有限差分法的幾個重要問題 201
6.1.3 差分方程的建立方法 205
6.2 燃氣射流流動模型 208
6.2.1 燃氣特性與流動模型 208
6.2.2 燃氣射流數值仿真模型 210
6.2.3 流動方程組的數值求解過程 214
6.3 軸對稱流動模型在燃氣射流中的套用 221
6.3.1 噴管內流動仿真 222
6.3.2 自由射流流動仿真 232
6.3.3 定向器內流動仿真 238
6.3.4 管口衝擊流動仿真 241
6.3.5 定向器管尾衝擊流動仿真 246
6.4 燃氣射流對發射系統的衝擊載荷及其套用 252
6.4.1 集束式定向器迎氣面衝擊流動仿真 252
6.4.2 箱式定向器迎氣面衝擊流場仿真 256
6.4.3 滑軌式定向器燃氣衝擊流動仿真 265
6.4.4 同時離軌定向器燃氣衝擊流動仿真 268
本章小結 273
參考文獻 276
後記 278
前言
第1章 流體的流動與推力的產生 1
1.1 流動產生推力的4個例子 2
1.1.1 4個例子 2
1.1.2 例子的運動原理 4
1.2 火箭發動機推進技術 6
1.2.1 火箭推進劑的發展歷史 6
1.2.2 拉瓦爾噴管的工作原理 7
1.2.3 氣體壓強與推力 9
1.3 流體遇阻與壓強變化 10
1.3.1 不可壓縮流體遇阻時的壓強變化 10
1.3.2 可壓縮流體遇阻時的壓強變化 11
1.3.3 流動遇阻與壓強變化的關係 12
1.4 內容導讀 13
1.4.1 衝擊載荷與結構設計關係 13
1.4.2章節邏輯關係 14
本章小結 15
參考文獻 16
第2章 火箭武器系統及其發射技術 17
2.1 參數與坐標定義 18
2.1.1 坐標系 18
2.1.2 參數的含義、符號及單位 18
2.2 火箭彈的構成與性能 20
2.2.1 火箭彈組成部件及其功能 21
2.2.2 火箭彈的飛行穩定性 22
2.2.3 火箭發動機的分類 23
2.2.4 固體火箭發動機的裝藥與燃燒 24
2.2.5 燃氣在噴管中的流動特徵 27
2.3 火箭炮發展歷史、構成及功能 30
2.3.1 發射裝置 31
2.3.2 運行底盤與地面支撐系統 39
2.3.3 指揮與控制系統 41
2.3.4 輔助系統 41
2.4 火箭彈發射技術 41
2.4.1 火箭彈發射過程 44
2.4.2 燃氣射流對發射系統的衝擊 45
2.4.3 傾斜發射與垂直發射技術 47
2.4.4 同時離軌發射技術 49
本章小結 50
參考文獻 50
第3章 燃氣的生成、流動及其特性 52
3.1 固體火箭推進劑組成與特性 52
3.1.1 雙基推進劑 54
3.1.2 複合推進劑 55
3.1.3 複合雙基推進劑 55
3.1.4 推進劑的組成與燃燒成分 55
3.2 推進劑的燃燒與燃氣的生成 57
3.2.1 雙基推進劑的燃燒模型 57
3.2.2 複合推進劑的燃燒模型 62
3.3 燃氣流動與推力的產生 65
3.3.1 燃氣的排出與推力的產生 65
3.3.2 燃氣的一維流動 67
3.3.3 噴管形狀對流動的影響 73
3.4 燃氣及其流動的基本屬性 77
3.4.1 關於氣體流動的假設與基本定義 78
3.4.2 氣體狀態方程 81
3.4.3 氣體的可壓縮性與黏性 82
3.4.4 高溫氣體的熱力學特性 85
3.4.5 多組分混合氣體 86
3.5 燃氣流動模型的選擇 88
3.5.1 絕熱流動與等熵流動模型 88
3.5.2 理想流體(無黏性流體)流動模型 89
3.5.3 不可壓縮流體流動模型 89
3.5.4 湍流效應 90
3.5.5 有限速率化學反應 90
本章小結 90
參考文獻 91
第4章 燃氣射流的流動形態 92
4.1 火箭彈發射過程的5 個階段 93
4.1.1 定向器前後蓋的開啟方式 93
4.1.2 點火階段 94
4.1.3 閉鎖解脫階段 96
4.1.4 定向器內運動階段 97
4.1.5 燃氣射流衝擊管口階段 98
4.1.6 火箭彈遠離定向器階段 99
4.2 燃燒室與噴管內的流動形態 100
4.2.1 流動的維數 100
4.2.2 燃燒室及噴管內流動的特點 101
4.3 同口徑筒式定向器內及管口流動形態 103
4.3.1 發射初期燃氣流動區域幾何構型 103
4.3.2 定向器內燃氣流動形態和規律 105
4.3.3 管口衝擊時燃氣流動形態和規律 105
4.4 異口徑筒式定向器流動與衝擊形態 106
4.4.1 發射初期燃氣流動區域及形態 107
4.4.2 定向器內運動過程燃氣射流流動形態 108
4.4.3 管口衝擊時流動幾何構型 109
4.5 同時離軌定向器燃氣流動與衝擊形態 109
4.5.1 發射初期燃氣流動區域的幾何構型 109
4.5.2 定向器內燃氣流動形態與規律 110
4.6 滑軌式和籠式定向器內燃氣射流流動與衝擊形態 111
4.6.1 發射初期燃氣射流流動區域幾何構型 111
4.6.2 在軌運動時燃氣流動區域幾何構型 112
4.7 迎氣面面積與燃氣衝擊力 113
本章小結 115
參考文獻 115
第5章 燃氣射流的實驗測量 117
5.1 燃氣射流流場參數的定義 121
5.1.1 壓強的測量歷史 122
5.1.2 測量壓強的標準裝置 123
5.1.3 與壓強有關的幾個概念 127
5.1.4 運動流體的壓強測量 132
5.2 燃氣自由射流流場壓強的測量 148
5.2.1 自由射流流場的典型結構 148
5.2.2 自由射流流場壓強分布 152
5.2.3 自由射流流場壓強測量系統的構建 153
5.2.4 某自由射流流場壓強測量系統實例 156
5.2.5 測點布設與流場預估 159
5.2.6 實驗測量結果回歸分析 170
5.2.7 實驗測量實例 171
5.3 定向器迎氣面衝擊壓強的測量 173
5.3.1 壓強測點布設相關問題 174
5.3.2 實驗測量與數據處理 182
5.4 燃氣射流衝擊力計算 188
本章小結 191
參考文獻 192
第6章 燃氣射流的數值仿真 194
6.1 計算流體力學與有限差分法 197
6.1.1 微分的差分運算 199
6.1.2 關於有限差分法的幾個重要問題 201
6.1.3 差分方程的建立方法 205
6.2 燃氣射流流動模型 208
6.2.1 燃氣特性與流動模型 208
6.2.2 燃氣射流數值仿真模型 210
6.2.3 流動方程組的數值求解過程 214
6.3 軸對稱流動模型在燃氣射流中的套用 221
6.3.1 噴管內流動仿真 222
6.3.2 自由射流流動仿真 232
6.3.3 定向器內流動仿真 238
6.3.4 管口衝擊流動仿真 241
6.3.5 定向器管尾衝擊流動仿真 246
6.4 燃氣射流對發射系統的衝擊載荷及其套用 252
6.4.1 集束式定向器迎氣面衝擊流動仿真 252
6.4.2 箱式定向器迎氣面衝擊流場仿真 256
6.4.3 滑軌式定向器燃氣衝擊流動仿真 265
6.4.4 同時離軌定向器燃氣衝擊流動仿真 268
本章小結 273
參考文獻 276
後記 278
