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内容介绍

《固体火箭发动机使用工程》系统地论述了固体火箭发动机使用中的基本理论和相关的技术问题。全书共九章，前两章主要阐述了固体火箭发动机和固体推进剂的基础理论和知识；后七章包括发动机装药全寿命载荷历程分析、发动机寿命评估、发动机安全特性、装药缺陷及其危险性分析、发动机无损检测、发动机实验、发动机维护和修理等内容，基本上反映了进入21世纪以来国内外该领域的研究水平。 《固体火箭发动机使用工程》数学处理与物理概念并重、基础与专题并重、立足于发动机使用实践、便于自学，可作为固体火箭发动机专业研究生的教材或参考书，亦可供相关专业研究人员和高年级本科生参考。

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精彩书摘

一般均采用与固体推进剂粘合剂相同的材料作衬层的材料；也可用不相同的材料如乙丙橡胶、丁腈橡胶或其他材料，外加适当的填料。 绝热层是在燃烧室与燃气直接接触的内壁和喷管的某些部位粘贴一定厚度的耐烧蚀、隔热材料。其功能是作为燃烧室的内衬，保护发动机壳体不受烧蚀。 对阻燃层、衬层和绝热材料的共同要求如下： （1）力学性能好、伸长率大，与粘接对象的粘接能力强； （2）质量密度小，工艺性能好； （3）耐烧蚀、抗冲刷、热稳定性好、导热系数小； （4）抗老化性能好、在贮存期内性能稳定。 1.2.2 固体火箭发动机的工作过程 固体火箭发动机起动前，首先要对安全装置解锁。起动时，电发火管发火，点燃点火药，点火药的燃气又先后点燃传爆药和点火器主装药（图1-8和图1-12）。其燃烧产生的高温高压燃气迅速扩散到推进剂药柱的燃烧表面，将药柱点燃。推进剂药柱燃烧产生大量的高温高压燃气，这就是固体火箭发动机的工质；而推进剂燃烧时又将其中化学能转化为燃气携带的热能，然后进入喷管。 喷管是燃烧室内高温高压燃气的出口。一方面控制燃气的流出，保持燃烧室内燃气有足够的压强；另一方面，通过在喷管中的膨胀加速，将燃气的热能转化为燃气流的动能，以很高的速度向外喷射，产生反作用推力。这就是固体火箭发动机的基本工作过程。 为了在飞行中对飞行器的方向和姿态进行控制，一些固体火箭发动机具有推力矢量控制装置；一般采用摆动喷管或者在喷管结构上安装其他的控制机构，实现发动机工作期间推力方向的改变。 1.3 固体火箭发动机的特点 1.3.1 固体火箭发动机的主要优点 固体火箭发动机具有下述主要优点： （1）结构简单。这是一个最基本的优点，与其他直接反作用式喷气推进装置相比较，固体火箭发动机零部件最少。同液体火箭发动机相比，它不需要专用的推进剂贮箱、复杂的推进剂输送系统、推力调节系统和燃烧室冷却系统。 （2）保障设备少、使用方便。液体火箭发动机在点火起动前，一般应进行气密检查，然后再加注液体推进剂和压缩气体。这些工作需要大量的地面保障设备和人力资源。而固体火箭发动机是预先装填好的完整动力装置，发射前只需对保险装置解锁，向点火装置供电就可以起动，不需要很多地面保障设备。平时的维护工作也不多，一般只是定期检查是否损坏。

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第1章固体火箭发动机概论 1.1 喷气式推进装置的分类 1.1.1 吸气式喷气发动机 1.1.2 火箭发动机 1.1.3 组合发动机 1.2 固体火箭发动机的基本结构与工作过程 1.2.1 固体火箭发动机的基本构造 1.2.2 固体火箭发动机的工作过程 1.3 固体火箭发动机的特点 1.3.1 固体火箭发动机的主要优点 1.3.2 固体火箭发动机的主要缺点 1.3.3 固体火箭发动机的改进和发展 1.4 固体火箭发动机的主要参数和内弹道方程 1.4.1 推力 1.4.2 喷气速度 1.4.3 流率、流率系数和特征速度 1.4.4 推力系数 1.4.5 总冲和比冲 1.4.6 内弹道的基本方程 1.5 固体火箭发动机的应用 1.5.1 运载火箭 1.5.2 航天器 1.5.3 导弹及其他应用 参考文献 第2章固体推进剂 2.1 推进剂的分类与组分 2.1.1 推进剂的分类 2.1.2 双基推进剂的组分 2.1.3 复合推进剂的组分 2.2 固体推进剂的性能 2.2.1 固体推进剂的能量特性 2.2.2 固体推进剂的力学性能 2.2.3 固体推进剂的热性能 2.3 固体推进剂的老化特性 2.3.1 双基和改性双基推进剂的老化 2.3.2 复合推进剂的老化 2.4 固体推进剂的粘弹特性 2.4.1 固体推进剂粘弹现象 2.4.2 固体推进剂的本构方程 2.4.3 固体推进剂粘弹特性的时间温度效应 2.5 固体推进剂的累积损伤理论和实验研究 2.5.1 推进剂累积损伤的基本理论 2.5.2 基于应力的推进剂累积损伤理论和实验研究 2.5.3 基于耗散能的推进剂累积损伤理论和实验研究 参考文献 第3章固体火箭发动机装药全寿命载荷历程分析 3.1 固化降温过程的载荷 3.1.1 固化降温过程的载荷分析 3.1.2 热应力应变计算的有限元方程 3.1.3 计算模型和初始条件、边界条件 3.1.4 计算结果 3.2 公路运输中的载荷 3.2.1 振动模型的建立 3.2.2 等级路面的非平稳激励 3.2.3 计算结果实例 3.3 铁路运输过程中的载荷 3.3.1 载荷分析 3.3.2 铁路运输模型 3.3.3 计算结果实例 3.4 贮存过程中的载荷 3.4.1 载荷分析 3.4.2 不同贮存地区的温度载荷研究 3.4.3 贮存过程中的应力情况 3.5 发动机工作过程中的载荷 3.5.1 燃气压强载荷 3.5.2 工作过程中的应力应变分析 参考文献 第4章固体火箭发动机寿命评估 4.1 引言 4.2 固体火箭发动机的失效模式 4.2.1 推进剂力学性能下降导致的发动机失效 4.2.2 推进剂化学性能变化导致的发动机失效 4.3 发动机设计阶段的寿命评估方法——加速老化法 4.3.1 高温加速老化法 4.3.2 交变温度加速老化法 4.4 发动机服役过程中寿命评估的方法 4.4.1 老化监测和长期使用寿命分析 4.4.2 综合试验法 4.4.3 单台发动机剩余寿命的评估 参考文献 第5章固体火箭发动机的安全特性 5.1 概述 5.2 固体火箭发动机危险性表征和主要激励 5.2.1 固体推进剂的反应形式 5.2.2 固体火箭发动机的危险性表征 5.2.3 主要激励 5.3 固体推进剂的引爆理论和感度 5.3.1 热爆炸理论和热感度 5.3.2 冲击起爆机理和机械感度 5.3.3 冲击波起爆机理和冲击波感度 5.3.4 静电火花感度 5.4 破坏效应 5.4.1 冲击波破坏效应 5.4.2 爆炸破片破坏效应 …… 第六章装药缺陷及其危害性分析 第七章固体火箭发动机的无损检测 第八章固体火箭发动机试验 第九章固体火箭发动机维护和修理

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