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双脉冲固体火箭发动机提高了导弹的生存能力,强调了弹道的可变性,解决了固体火箭发动机点火过程中推力不可中断和调整的缺陷。由于隔层式双脉冲固体火箭发动机具有便于加工、消极质量小等优点,是目前双脉冲发动机重要发展方向之一。本文针对隔层式双脉冲固体火箭发动机Ⅱ脉冲点火冲击过程,设计并搭建了一套冷气冲击实验系统,通过ANSYSY Workbench软件对双脉冲发动机Ⅱ脉冲点火冲击过程进行了仿真研究,分析了推进剂装药加质、点火器质量流率和隔层材料参数对Ⅱ脉冲点火冲击过程的影响。本文主要内容如下:(1)针对隔层式双脉冲固体火箭发动机Ⅱ脉冲点火冲击过程的特性,设计并搭建了一套冷气冲击实验系统,通过冷气冲击实验模拟Ⅱ脉冲点火产生的初始压力峰对隔层的瞬时冲击作用,测得了实验过程中不同监测点压强和隔层破裂时间。介绍了冷气冲击实验系统的储气启动系统、实验发动机系统、数据测量采集系统的组成和功能,并采用高速相机记录了隔层在冷气冲击作用下的变形和破坏过程。(2)通过ANSYS Workbench软件的System Coupling模块对流体域和固体域进行数据传递,建立了双脉冲发动机冷气冲击过程的双向流固耦合计算模型。通过冷气冲击实验,发现隔层无预制缺陷会在冷气冲击作用下产生碎片,影响双脉冲发动机正常工作。分析对比了缓慢建压和冷气冲击情况下隔层的破开压强和时间,并把实验监测点数据和数值仿真结果进行对比,验证了本文双向流固耦合数值模拟方法。(3)基于FLUENT软件对点火器边界、推进剂点火燃烧加质过程进行二次开发,建立了双向流固耦合计算模型,对轴径向混合隔层式双脉冲发动机Ⅱ脉冲点火冲击过程进行仿真研究,分析了 Ⅱ脉冲点火过程的内流场特性、压强冲击特性和隔层力学特性,并根据隔层表面路径上等效应力的变化,把Ⅱ脉冲点火冲击过程分为三个阶段。(4)研究了推进剂装药加质、点火器质量流率和隔层材料参数对Ⅱ脉冲点火冲击过程的影响。在无推进剂加质作用下,燃气与流体域末端壁面相撞击时间与隔层破裂时间延长,隔层破裂时流体域最大压强减小;点火器质量流率增大,推进剂装药首次点燃时间和隔层破裂时间变短,隔层破裂时流体域最大压强增加;隔层材料参数对隔层总变形量影响显著,但是对隔层破裂时间和流体域最大压强影响不明显。