6.4.1 火箭发动机材料-4.pptx

航空航天材料概论

IntroductiontotheAerospaceMaterials

梁文萍

南京航空航天大学

航天材料及其应用

OverviewofAerospaceMaterials

梁文萍南京航空航天大学

第六章

航天材料概述

运载火箭材料导弹材料

火箭发动机材料

航空飞行器材料航天功能材料

第一节

第二节第三节第四节

第五节第六节

目录

目录第四节火箭发动机材料

主讲：梁文萍

南京航空航天大学

火箭发动机材料

◆液体火箭发动机材料

◆固体火箭发动机材料

1

◼火箭发动机是各类火箭和导弹最主要的

动力装置，工作时处于高温、高压的恶劣环境，对材料的要求也比较严格。

◼液体火箭发动机

◼固体火箭发动机

火箭发动机材料

分类

概述

◼液体火箭发动机由于比冲高，能多次启动，推力可调节和适应性强等特点。

◼广泛地用于火箭的动力装置，可以作为主发动机、助推发动机、高空发动机、姿态控制发动机等

火箭发动机材料

①液体火箭发动机材料

推力室

涡轮泵

燃气发生器

火药起动器

喷管、各种阀门和调节器等

液体火箭发动机组成

火箭发动机材料

①液体火箭发动机材料

液体火箭发动机结构示意图

航空

因航空而立

结构简单、使用操作方便、不需要贮箱、阀门、泵、管路等复杂装置

固体推进剂药柱、燃烧室绝热壳体、喷

管和点火装置四个主要部件构成

火箭发动机材料

②固体火箭发动机材料

因航空而立

因航空而立

◼提高发动机的质量比复合材料

◼提高发动机的能量耐烧蚀的复合材料或者石墨材料

5个

航空主机类

专业

◼提高发动机向量控制

和工艺

航空

依靠

材料

火箭发动机材料

②固体火箭发动机材料

航空

复合材料

在固体火箭发动机壳体既是推进剂贮箱又是燃烧室，

同时还是火箭或导弹的弹体，因此，在进行发动机壳体材料设计时，应考虑如下几个基本原则：

②固体火箭发动机材料

壳体材料

◼壳体承受内压

◼适当结构刚度

◼材料密度小

◼材料耐高温

火箭发动机材料

②固体火箭发动机材料壳体材料发展过程

有机芳纶复合材料玻璃纤维复合材料

金属材料

三代材料

二代材料

高强中模碳纤维复

合材料

火箭发动机材料

◼固体发动机喷管属于非冷却型，工作环境极其恶劣，材料选择是重大关键技术。

◼早期的喷管多使用复合型结构，其结构复杂，配合界面多，质量大，工艺周期长，也增加了不可靠度。

◼发展高性能固体发动机的主攻方向由“高能”转向“轻质、可控”，对降低喷管质量的要求十分迫切。

②固体火箭发动机材料

喷管材料

火箭发动机材料

◼碳/碳复合材料是碳纤维增强碳基体复合材料，具有高强度、抗热震、耐烧蚀等，适于固体发动机喷管

◼烧蚀防热材料，主要用在象喷管扩张段一类受热流强度稍低的部件上

◼新型陶瓷材料有优异的高温强度，是固体发动机碳/碳喷管和燃烧室之间的热结构绝热连接件的理想材料

②固体火箭发动机材料

喷管材料

5个

航空主机类

专业

耐蚀高强度耐高温

火箭发动机材料