(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210893889.5 (22)申请日 2022.07.27 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710068 陕西省西安市友谊西路127号 申请人 上海机电工程研究所 (72)发明人 魏然　李露　侯凯宇　史晓明　 夏鹏　李海东　孙林　鲍福廷　 刘旸　惠卫华　 (74)专利代理 机构 西安正华恒远知识产权代理 事务所(普通 合伙) 61271 专利代理师 傅晓 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/12(2006.01)G06F 113/08(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种考虑燃气性质差异的多推进剂一维内 弹道计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种考虑燃气性质差异的多 推进剂一维内弹道计算方法， 其包括建立固体 火 箭发动机的物理模型； 建立瞬态控制方程组， 计 算得到下一时刻的混合气体的密度、 燃烧室温 度、 燃气流速和燃烧室压强； 获取下一时刻不同 推进剂产生燃气的燃气余量； 更新物 性参数加权 平均值； 计算下一时刻的燃速和燃面面积； 重复 以上操作直到计算到推进剂药柱完全燃尽， 完成 一维内弹道计算。 本发明考虑了混合装 药固体火 箭发动机在燃烧过程中不同推进剂产生的燃气 掺混的过程， 计算结果精确。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115169009 A 2022.10.11 CN 115169009 A 1.一种考虑燃气性质差异的多推进剂一维内弹道计算方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： S1、 建立固体火箭发动机的物理模型， 并获取初始 物理模型参数； S2、 根据初始物理模型参数和守恒关系建立瞬态控制方程组， 计算得到下一时刻的混 合气体的密度、 燃烧室温度、 燃气流速和燃烧室压强； S3、 根据混合气体的密度和燃气流速计算得到下一 时刻不同推进剂产生燃气的燃气余 量； S4、 根据下一时刻不同推进剂产生燃气的燃气余 量更新物性 参数加权平均值； S5、 根据下一时刻的燃烧室压强计算下一时刻的燃 速， 并计算下一时刻的燃面 面积； S6、 重复步骤S1到步骤S5， 直到计算到推进剂药柱完全燃尽， 完成一维内弹道计算。 2.根据权利要求1所述的考虑燃气性质差异的多推进剂一维内弹道计算方法， 其特征 在于， 步骤S1中的物理模 型参数包括： 推进剂 燃面周长、 燃烧室的面积曲线、 燃烧室压强、 推 进剂燃烧温度、 燃烧室温度、 燃气密度、 燃气流速、 推进剂密度， 以及推进剂燃 速。 3.根据权利要求1所述的考虑燃气性质差异的多推进剂一维内弹道计算方法， 其特征 在于， 步骤S2中的瞬态控制方程组为： 其中ρg,k+1为下一时刻的混合气体的密度； Tk+1为下一时刻的燃烧室温度； Vk+1为下一时 刻的燃气流速； Pc,k+1为下一时刻的燃烧室压强； Vx,k+1为下一时刻的燃气流速沿x方向的分 量； Ak为当前时刻的通道面积； Ci,k为当前时刻第i种推进剂的燃面周长； ρpi为第i种推进剂 的密度； ri,k为当前时刻第i种推进剂的燃速； Ti为第i种推进剂的燃烧 温度； 为第i种推进剂 的定容比热比， cvi为第i种推进剂的定容比热比， 为cvi根据当前时刻的燃气质量的物性 参数加权平均值； D和E均为中间参数。 4.根据权利要求3所述的考虑燃气性质差异的多推进剂一维内弹道计算方法， 其特征 在于， 步骤S3的具体过程 为： 根据公式： mi,k+1＝mi,k+mbi,k‑mouti,k 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115169009 A 2获取下一时刻不同推进剂产生燃气的燃气 余量mi,k+1； 其中mi,k为当前时刻推进剂i的燃 气质量； mbi,k为上一时间步内推进剂i燃烧产生的燃气质量； mouti,k为上一时间步内推进剂 i 所产生的燃气的流出质量； Abi,k为当前时刻推进剂i的燃面面积； Δxj为求解瞬态控制方程 组时划分的第j个空间 网格的长度； Δt为时间步长 。 5.根据权利要求3所述的考虑燃气性质差异的多推进剂零维内弹道计算方法， 其特征 在于， 步骤S4的具体过程 为： 根据公式： 更新物性参数加权平均值， 得到下一时刻的物性参数加权平均值 其中n为推进剂的 总类数。 6.根据权利要求3所述的考虑燃气性质差异的多推进剂一维内弹道计算方法， 其特征 在于， 步骤S5中计算下一时刻的燃 速的具体过程 为： 根据公式： 计算下一时刻的燃 速； 其中ai为燃速系数； ni为压强指数。 7.根据权利要求1所述的考虑燃气性质差异的多推进剂一维内弹道计算方法， 其特征 在于， 步骤S5中计算下一时刻的燃面 面积的具体方法为： 基于下一时刻的燃速， 计算一个时间步长内燃去的肉厚， 并根据燃面退移算法或者对 已知的燃面肉厚曲线 进行插值， 得到下一时刻的燃面 面积。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115169009 A 3