QJ 1394-1988 固体火箭发动机喷管型面设计及计算机程序.pdf

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1、QJ 中华人民共和国航天工业部部标准QJ1394-88 固体火箭发动机喷管型面设计及计算机程序1988-03一18发布1988一12-01实施中华人民共和国航天工业部发布中华人民共和嚣航天工业部部标准圄体火箭发动极喷蕾型画设计及计算机程序1 主题内容与适用范围本标准妓定了回体火箭发动机喷管塑通设计的一般原型号。本标准运用于一般辐对称嚓管的型面设计。QJ 1394 串串本标准不适用于长尾管咳管、斜切喷管等特殊结稳喷管费号骂壁画设计G2 墨画设计参量的符号及其几何意义2. 1 型军司设H参量符号如下:Dc 入口直径，D, 旨在部直径;D.一出口直径eLc 收敛段长=L, 喉部柱段长;L ie 初始

2、扩张段长，L,., 主扩张段长gL一扩张段长:Ro 喉部主游圈弧半径zRd 喉部F游圆弧半径， 锥形收敛学角:i一转型最大初始扩张半角;a 锥形扩张半角.a , 出口半角，A 收敛比:一扩张比。2.2 型商母线方程中的符号和意义如下X, Y 母线上点的坐标:x, YO 母线对称中心点的坐标zR 匮弧线的曲率半径多AB，CD，E 待定系数:剂，椭匾线半辖。2.3 .J!iH哥设计时，通常只需要2.1 3f:规忘的参量中的一部分。不同的塑画所需前参就天工业部1988-03-18批准1988-12-01实施QJ1394-88 量亦不同。2. 4 各没i十参量的几何意义见图i和图2。Q 3 型否分类。

3、Lt L Lie 最大初始施放量、L乙ILt Le L榈图乙因2喝WR QJ1394-88 型商按母线性质进行分类33. 1 重线形型否喷管型ll母线为主线。该豆线平行绕喷管轴线所形成的型国称为囡柱形号在西该直线与喷管轴线咸菜一角度所形成的型面称为主锥彭型面仨3.2 重量线型埋在转型面母续为曲线。该曲线是按气体动力学原理或其它近似方法设计的，它绕民主管蚀线月号形成的主j峦称幽线形型商2当其用于主扩张段时，称之为转型型面。4 望否设计的一锻要求4. 1 型商设计约宗旨是在凑足各项战术、技术指标和其它限剥条件约草草提-r，设计性能优良、王艺合理、能量转换效率高的型面。4. 2 雪白面设计的实质是型

4、面母线的设计。型面母线应光滑、连续，各段不同曲线之间应尽量以极切的方式衔接，并应尽量使曲线(fJ烧率连续，旦变化平缓c4. 3 君在面设计Fi兼顾结构设计.热设计的有关要求，以及质量、成本等因辜的影响5 型菌设计及有关参量的取锺级别5. 1 收敛段5. 1 1 收放段lIi面有曲线7巨款直线形两类c裁者通常黑于潜入式喷管，后者用于非潜入式咳营口5. 1 . 2 常周的曲线形收敛段茸!jl量有，I黯匮线壁画、商弧线壁面、双曲螺线型面等。设计参量有收敛比入和收敛段长L，.5. 1. 2. 通常情况札应满足.a . 三岁3 , 当质量和空间允许肘，尽量取较大的值;b. Lc #0. 5Dl , 当质

5、量和空间允许肘，尽量取较大的值c5. 1. 2. 2 当效率要求不高、空间受到严格限革;1.且材料绕蚀允许肘，町取更小的值。j8，a.收敛比入不得小于1.5b.收敛段长L，不得小于O.25Dt 5. 1. 3 直线形收敛段壁画称为收敛锥.J-t1孚线是由段直线和上拥翻E线组成其设计参量有锥形收敛半角手在联部上添医弧革t?，Ru(入口直径0，一殷取决于燃烧室后开口尺寸)0 5. 1 . 3. 1 通常情况下，应满足.a.=300 -苗。优先选取45或接近45的璧zb. R , = (0. 2 - 1 ) 0 当结构和质量允许时，尽量取系数的主限值。3 QJ 1394-88 5. 1. 3.2 当

6、呈交率要求不点苟且材料生是蚀允玲弱，联部!-i符阅报半径R组aflR更小!可系毅然，其7f取零们5.2 同主吉55. 2. 1 通常将较去li设计成个矩的医村段其设it参量是曾提部转段长L，通常情况F. Ll = (0.05- 8. :2 ) Dt 5. 2. 1 . 1 对于较大的礁径取较小约系数值.反之以较大的系数f亘5.2.1.2 发动机工作对问校长时.取较大的系数值.泛之取较小的系数注35.2. 1. 3 材料约抗烧蚀径:法较好，t取较小的系数值号泛之取较大的系数法5.2. 1. 4 殿部往f长L，一然不衍小r-5 mmc 5.2. 2 骂自或郎在径尺寸的变化要求不严格，口材料烧蚀允许

7、时.可用尤淤强绞代替喉郊的直线们5.3 初始扩张段初始扩张段是指从欧1fifJ录大初始膨胀点之判的部份。5. 3. 1 初始扩张毅军f面通常为i虽i弧线型I由1，-lt设计参量是F缉部下游网弧半径Rd，5.3.仁1通常情况下.Rd二(. 2 - 1. 5 ) Dt万吨结梅和质量允i牛EJ.尽畏取较大的系数值c5.3. 1. 2 当效率要求不高，材料渎烛允许慰，哥拉llIl干游肉51在半往Rd咛取更小治系数筐.甚至驭零5.3.2 初始扩张技型显I也日J设ii!在高次多项式1111绞lnIl或其止;也绞哇!丽5. 4 主扩张段t3长扩或是指从最大初始EE胀气fJ扩张段出口之间(f.;部份5.4.1

8、 i杏张段哇!在骂声将明和直维形内科、5.4.1.1马放率要求较品，扩张比较大戎氏度受到严将限;t，iJM.遥常采黑特咱可J面c5.4.1.2 当放率要求不离、扩张比1;大、长度又允许时.可采黑直持形茸JmL 5. 4. 2 常用的将继型面有简单1次抛物线函、包络绞塑丽、原Igji线型i古?或其它主主线哑画究没计参量有最大fJj主fi1n是平兔，.出口半角，积幸扩张段长L叫5.4.2.1 通常情一况下最大初始扭。张半角，租出口半角冉的豆豆信应j放足a. =.25-32 b.Ec=l亏c_ 20 C.; -aeQJ1394-88 AX十2，v安BXY+BY2+CX十DY+ E = 1)令.( 4

9、 6.6 主扩张段豹三次抛物线口l屑于T扩张段的三次抛纺线有两手卡，在如照3哥-1ri.J些事示系F.艾方f!分别为:Y =AX3 +BX +CX+ Il.巾，、.( 5 ) 简称Y=f (X )巧J三次抛物线.X=AY+BY+CY+Il .专U.( 6 ) 简称X=f (Y )号;J三次5在!f1!安乞6.7 初始扩张毅的三次抛物绞在如i到3所示的非标系下电?卖方ftz为Y=AX+BX+C 令 叮叮、, i 7 型iil设计的步骤7. 1 报告i具体条外，这浓适当的III!线作为守Ji!if于绞7.2 玉皇民付1级有关部:Ji:量计参昂但7.3 求Hn回母线方在1及其各点织在j6标伯7.4

10、对穿白的各个方案进行幻、台分橱，包括:放字分析、结构分析.王在分帐、约济沙桥等F最开，.通过比较确定所用(J1.J lH EX悔改设I参L王军新进行没l8 设计计算机程序卒标准王军役了主扩张段JflUH的设计H算极程序j专程序及史m说明lU甘录A剥削及B 8 QJ1394-88 附录A哥量管主扩张段型面设计计算机程序(补充件C THIS PROGRAM IS A STANDARD 0日EFOR Dl￥ERGENT CONOUR C DESIGING OF NOZZLE PROGRAII HI唱fREAL亥801，主，ARATI在，AFE.RLE , 02 , AP宜，D2生，ROA，AF ,

11、RUB , D2丑，& RO.A，B.在，Yl. Y2. Y. X, K. DT恒.RU.AF&生FET，C.击，古X.胃.ETA.曾D.SSREAl8 WR , FEI DIMENSION APH(2). D2A(2).主日A(2) READ(叫)0.A呈ATl告，在.AF. AFE.丑LE，在.N.M否DX，jfIF.(=1 40 生式组主-AFT)/(3.叫Y2-YI)o吨Y2(1.-2.也A)YllJ量=-3究ETAA使YI.FET - (3. AxY2+ 1. !ll Y 2 D= YI (仨+Yl* A. B. C, D r.OTO 14 1l ( !=t延=3? QJ 139唾-

12、885 0 ，cI(A泯X+B次Yl) *CAX宁丑曹Y1l+C咒(X咒DSI(AFl/DCOS REAL灾事AL.AREAL章曹EQJ 1394-88 菁在=(2./(A+1.)/(1. -(A-1. )/(A寸.)咕LAL)u( 1. /(A-). )/生LRETlJRN E罢EIUl唯CTIO部FEI(AL.A) REAL*8 AL.晶.FEI FEI=.5安(DSQRT(A+l.)/(A-l.)，DA1A可(SQR(A-).)/(+I.)资&0 (AL茨AL-1.)/( 1. -( A- l. )/,1 包绵线哩!lARATIO AF,AFE AFE 2 RLE 气体t;hjJ学方ll

13、ilJX AFE.K AltAT() R. K 国l弧线职削3 一一纯Jl何方法2 AF.AFE X, ll R 一-_f ( Y )都简单以扩张段fi;rJI作的现条件AF. HLE Yi 1) A. B. C X 4 一一二附:抛物线丑目前l以出门中何作约叶1M!与AF.AF t: A. B. C 表B1 卡标iJJF丰民数v1 卡rlI -巳.QJ1394 串串给出主E筒，但这些无关数值不会参与实际运算R5 输出说栩B 5. 1 各种情况下的输出参晕觅输入输出参量汇总表cB 5. 2 对于包络线和Y=f (X )军三次抛物绞.斗采样步长nx小于中扩张段长、且不等f出口半径窍，将输出最大初

14、始膨胀点到:-+10之间主j蜀母线f数千点的坐标f直在1其它在关几何参呈值3当采样步长DX大于等于全扩张段长jj;等1出口半径时，将只输出最大扔给膨胀点和出口点两个点创学标值和i主宅有关凡何参雪f主。B 5. 3 对f圆弧线和X=f(Yl理J-泼、三次抛物线，当采样步长nx小F出门半径与最大初始膨极点Y;.y，标之差肘，将输出最犬初始路冻点到出口，占、之间，!，Ill母线卜数个点的半标值和其它有关几何参军徨.当采样步长nx大j等r出口半径与最大初始影族点Y半标之差肘，将只输出最大初始膨胀点和出口点两个点的坐标自相其它有关几何参量泣。B 5. 4 对f三次抛物线军J画，当采用以扩张段长度为约束条件的设计方法o.t.者主扩张段内出现拐点目主拟将输出LENGTHTOO SHORT字符串.J!t A.t I年修改输入参量唱革新进行设计计算。B 6 其它说明B 6. 1 本荐序是弱FORTRAN-7，;其主编写，再BCM-68K机卡调试刊所有的数和变量均为双精度牢。对f其它机茸犁3能兼容吉的号函数名等作郭应的改变CB 6. 2 其它主)I彰街设讨讨算机程序，可参考本科序自行编常0附加说明:本标准出航天工业部七乙八济提出。本标准自航天工业部凶f月后负责起草乞16