固体火箭发动机壳体复合材料发展研究

固体火箭发动机壳体复合材料发展研究

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宁波曙翔空天复合材料有限公司  浙江省 315000

摘要：固体火箭发动机有简单的设计、可靠的工作、简单的使用、机动性和广泛的应用在宇宙飞船、宇宙飞船，特别是现代火箭。壳体是一个固体燃料火箭发动机的油箱，里面装满了固体燃料，燃料燃烧的地方，以及箭或炮弹外壳的一部分。作为高压容器使用的壳体材料必须具有高强度、比强度和良好的造型技术。早期固体火箭发动机的外壳主要是为了满足强度，选择更强的金属材料。

关键词：固体火箭发动机；壳体；复合材料；                    

前言：除了高温、高压、高压气流和轴向压力外，壳体还能承受其他需要高强度和强度的机械压力。此外，壳体结构的质量对火箭或火箭来说是负的，需要最小的壳体质量。

一、研究背景

几乎所有的行业从电子工业、军事工业、航空航天工业到电气技术，都高度重视这项技术，并进行了大量的研究。一般来说，可靠性指的是产品在特定时间内执行规定条件的能力。这个国家工业水平的一个重要指标是产品质量。此外，许多军用产品也适合技术设备。例如，潜艇的壳体是受到外部压力的壳体。过程设备通常在一定的温度和压力下运行，显然有多种形式，但通常由壳体和内部元素组成，限制其工作空间并承受压力。通常在高温、高压、低温、真空和严重腐蚀等恶劣条件下工作。由于工作时间更长，除了压力、重量和其他静态压力外，风力、地震、冲击和其他动态负荷也可能受到影响。由于材料选择不当、材料使用不当、材料滥用、材料退化、环境退化、结构缺陷、结构缺陷、管理不善、管理不规则、外部边界失控以及其他原因，压力容器更容易受到影响。每年，国内外都会发生爆炸和技术设备泄漏，造成人员伤亡、企业关闭、财产损害和环境污染。对于现代企业来说，持续生产的技术设备故障可能会导致整个生产线中断和额外损失。

二、固体火箭发动机壳体复合材料发展

1.固体燃料火箭发动机的复合材料通常包括三个质量指标:性能、可靠性和适应性，其中可靠性是性能保证的重要指标。从原料到产品，有一系列的物理或化学步骤被称为过程。这个过程需要设备来处理材料、混合储存、分离、热传导反应和其他操作。工业生产设备被广泛使用，是传统工业如化学品能源等的关键设备。没有技术设备，先进的防御技术等等是不可能的。例如氢原子反应堆、液态氢储存库、高压食品灭菌器、核反应堆和反应堆根据现代火箭技术的需要开发载体和耐热结构。基质树脂的特征对技术、耐热性、耐老性和材料的化学腐蚀具有决定性的影响。目前主要耐热性主要是通过提高基质树脂的耐热性来实现的。根据线圈和复合材料的特性，用于研究和使用固体燃料火箭发动机的复合材料基质树脂主要含有环氧树脂、氰化物树脂、氰化物树脂和多胺树脂。氧化树脂具有极好的机械特性，精确的建模方法，灵活和多样化的公式结构和其他优势，是固体火箭发动机外壳的基本树脂。

2.构成主要特征和应用合成复合在美国开发的固态火箭发动机,树脂具有良好的机械性能,高耐热温度点物质(硬化)商业化规模和稳定性好,介电性质接近环氧树脂和其他的技术优势,高温复合基质树脂结构有很大的应用潜力,可以应用于航空航天领域。壳体设计和热力特性改善纤维状绕组制造火箭导弹依照程序设计树脂的粘度,适合在室温下湿卷绕、技术培训氰酸盐毫米综合塔拉和硬化的最大压力温度260°c。复合容器的液压爆炸压力为33，强度转换系数分别为78%和86%，损坏部件位于汽缸外壳中。氰酸盐公式可以在室温下用湿法合成。树脂粘度具有较长的试用期,适合湿卷绕过程。主要缺陷树脂制造方法卷绕,容易结晶,熔点较高单体树脂。这使得合成材料的准备变得困难，需要修改来提高氰化物树脂的适应性。具有高温、湿度和热的优势，并被广泛用于为高温作曲家准备基本的载体结构。导弹系统(BMI RASC)选择树脂用于超音速巡航导弹,也就是说使用迭代开发树脂BMI聚酰胺树脂技术相比,成本相对较低,连续运行温度超过204°C,最大容许在潮湿环境温度超过427°C和其他优势,可以满足短期超声速AIM即时温度高于复合外壳是由RTM和纤维包装制成的。通过修改后的双极树脂(与纤维湿度一致)获得液态、不溶解的双极树脂。由比肯树脂制成的湿滑滚产生的复合碳纤维T700的纵向拉伸强度为纵向弯曲强度为，抗拉强度这项研究为双马力树脂提供了新的研究方向，作为固体火箭发动机外壳的主要材料。

3.广泛应用于陆军导弹火箭发动机导弹火箭发动机型发动机外壳和中国各种固体火箭发动机的复合壳体。二氰化物树脂的主要缺点是在沸点(甚至不溶解度)温度下的低溶解度，导致溶剂流、处理不良和粘度差。提高二氰胺树脂的溶解度是国家和国际研究的关键。此外，当树脂比树脂硬化时，需要一定的压力和温度，从而限制使用树脂作为复合材料。多氮树脂是中东科技大学近年来开发的树脂，可以包装、排斥和低温恒温器。硬引擎外壳的生产是现代作曲家历史上的一个重要里程碑。除了合成材料设计的基本优点外，这些产品还可以充分利用高效材料，如高线圈结构，需要高线圈结构的强度，需要根据特定方向施加压力，不能用金属材料为每个部件提供准确的耐用材料。因此，这种结构可以获得相同材料的最大比强度，但也有简单的技术、短的生产周期和低成本的好处。固体燃料火箭发动机外壳中使用的第一种复合材料是玻璃纤维。近年来，中国在玻璃塑料领域也取得了重大进展。特别是使用国内玻璃纤维/环氧树脂混合物的壳体，在不同的发动机中成功使用。数据显示，在国内模型引擎中成功使用的玻璃塑料外壳与法国相匹配，但如此大的变形可能导致许多缺陷。为了确保壳体的结构硬度，我们需要增加厚度，这意味着强度和重量等等。为了满足高性能火箭发动机的高质量要求战略火箭发动机的质量要求高于质量与一些宇宙发动机的关系达到必须选择高强度和高强度的现代复合材料，逐步取代玻璃纤维复合材料，结合高性能的固体发动机初步研究和复合材料应用研究。

4.早期潜水的高性能公式和技术与阿拉米特纤维兼容，单碳纤维在机械性能上取得了重大突破，使其比先进的纤维单位更耐用。此外，碳纤维复合材料还具有其他优良的有机纤维/环氧树脂含量低的特点：依赖性高的模块、热膨胀系数、层强度、高强度星团纤维的良好而稳定的位移和转化率，易于产生静电。此外，未来飞行能力的主要材料很可能采用高性能碳纤维，通过特殊的技术和工艺方法与多功能矩阵相结合，主要缺点是氰酸盐。易结晶，二聚体熔点较高这使得合成材料的制备更加困难，需要修改以提高氰化树脂的适应性。广泛应用于基础承载能力培训的是采用高温沥青处理比聚酰胺树脂复合结构迭代成本相对较低，连续工作温度超过，湿环境最高允许温度超过427℃等优点，超音速可利用316°C以上的瞬时温度满足短期需求。CF/BMI复合外壳采用RTM和纤维包装制成。内装液体通过改性双极树脂制成的不溶性双极树脂根据纤维的湿度。从比肯树脂湿辊中获得的复合碳纤维的纵向拉伸强度为这项研究为双马树脂作为固体火箭发动机壳体的主要材料提供了一个新的研究方向。二氰化物树脂的主要缺点是在沸点甚至不溶性下溶解度低，导致溶剂流的差异。提高二氰胺树脂的溶解度是国家和国际研究的关键，此外，树脂的硬化和固化比树脂需要一定的压力和温度，限制了树脂作为复合材料的使用。研究与应用是固体火箭发动机壳体复合材料发展的重要方向。固体火箭发动机的壳体需要高复合强度、高强度和破坏应变。环氧树脂的主要缺点是低耐热性、适应空间环境、不稳定尺寸、高温机械性能等等。

结论：壳体是固体火箭发动机的重要组成部分，采用高强度、高强度模块可成为设计高性能壳体的复杂复合材料，是提高固态电机性能的有效方法。新型高强度纤维和高机械性能、高耐热性、良好建模方法的开发和应用。

参考文献：

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3.孙云连，李文白．结构可靠性分析方法的进一步精确化[J]．计算力学报，2019，(1)