专用程序
本模块集发动机设计及分析之大成,将工程中常用的主要功能编制成Java程序,设计人员可以在手机上和联网的电脑上方便地使用这些程序。计算结果多为理论值,考虑工程实际,需要修正。(可以收藏该网址:专用程序 – 天弓动力)
单位制转换(英制→国际单位制)
发动机常用计算工具
气动-参数计算
大气参数计算
密封结构设计
上法兰计算
下法兰计算
内螺纹强度计算
外螺纹强度计算
金属壳体发动机总体设计(★)
复合壳体设计(★)
壳体爆破压强计算(★)
燃烧室热防护计算(★)
斜切喷管计算 (★)
比冲效率计算(★)
柔性摆动喷管接头计算(★)
喷管热防护计算(★)
喷管型面设计及流动计算(★)
点火药量计算(★)
装药设计由GrainStarV2.0和GrainStarX来完成,也可以由ProE和UG设计,然后用GPU装药并行计算程序计算燃面推移过程中各种参数计算,最后用系统提供的内弹道程序计算。
星形装药设计计算(★)
车轮形设计计算(★)
发动机零维内弹道计算(★)
单室双推双燃速内弹道计算(★)
单燃速一维内弹道计算(★)
固体火箭发动机设计经常涉及到内弹道性能计算,如推力、比冲等。另一方面,已知内弹道性能要求,计算对发动机燃面、喷喉参数、压强比和面积比等的计算。本模块计算是某状态参数。高级功能可参照SrmStudio。
推进剂参数
燃速系数a(m/s):
压力指数n:
密度rho(kg/m^3):
特征速度C*(m/s):
燃气温度Tg(K):(m/s)
燃气比热比k:(m/s)
喷管参数
喉部半径Rt(mm):
装药参数
装药燃烧面积(m^2):
燃烧室参数
燃烧室压强(MPa):
计算用到上述所有参数(Rt和Ab作为输入参数)
计算用到上述所有参数(Rt和Pc作为输入参数)
计算用到上述所有参数(Pc和Ab作为输入参数)
计算只用C*、Pc、Mr
质量流率Mr(kg/s):
计算只用发动机工作高度H
工作高度H(m):
环境压强Pa(MPa):
计算用到Pc,epsA,k
喷管面积膨胀比epsA:
喷管出口压强Pe(MPa):
计算用到C*,H,epsA,k
喷管推力系数Cf:
喷管比冲Isp(m/s):
计算用到C*,Ha,epsA,Rt,k
发动机推力F(kN):
计算只用a、Pc、n
燃速rb(m/s):
气动参数计算
气动参数计算一般用于计算外流场λ及M对气动参数的影响,也可用于计算喷管一位流动参数变化,并用于手工规划气体流道型面。复杂几何形状及流动状态,可用FLUENT、CFX等软件计算。
气体比热比k:
气流速度系数λ:
τ(λ):
ε(λ):
π(λ):
q(λ):
y(λ):
f(λ):
r(λ):
M(λ):
激波参数计算
波后速度系数(λ2):
波后波前静压比p2/p1:
总压恢复系数(σp):
气流折转角α(°):
激波马赫角β(°):

大气参数计算
大气参数计算涉及给定高度下大气和重力参数。空空弹的巡航高度约为10km,临近空间约为20~100km,战略导弹飞行高度一般在100km以上,空间站高度在200~330公里的高度,马斯克星链约在550km高度。近地轨道LEO:400-2000公里;中地球轨道MEO:2000-36000,GPS、GLONASS都属于此类轨道。地球同步转移轨道GTO:指近地点在1000公里以下、远地点为地球同步轨道高度(约36000公里)的椭圆轨道;在火箭性能方面,常以地球同步转移轨道承载能力作为指标。静止轨道GEO:35900。
大气参数计算
大气参数
高度(m):
大气压力Pa(Pa):
大气温度Ta(K):
大气密度(kg/m^3):
重力加速度G(kg/s):
音速a:(m/s)

金属壳体壁厚计算及稳定性验算
圆筒在轴向压力作用下,失稳是伴随清脆的响声而发生的。在圆筒中段沿环向出现菱形的凹陷,沿母线形成几排凹陷带。当轴压卸载后,圆筒又恢复原状,这就是弹性失稳。金属薄壁圆筒的弹性失稳,卸载后并不影响其强度。多数圆筒所发生的这种弹性失稳模态都是非轴对称的,只有对短圆铜材才可能发生对称失稳模态——沿母线生成若干排环向凹陷。
壳体尺寸及材料数据
燃烧室压强Pc(MPa):
壳体半径Rc:
极限强度σb(MPa):
材料修正经验系数β:
焊缝系数Φ:
安全系数k:
计算壳体壁厚δc(mm):
封头椭球比(MPa):
封头壁厚δm(mm):
筒段长度Lc(mm):
材料弹性模量E(MPa):
材料泊松比μ(MPa):
径向变形ΔR(mm):
轴向变形ΔL(mm):
轴压稳定性
试验修正系数kex对于超短筒可取2~3,其它由公式算出:
临界轴向力Tcr(kN):
外压稳定性
试验修正系数kw1对于超短筒可取2~3,其它由公式算出:
一般地,当 kw1=0.605,适用于全面受外压;当 kw1=1.31,适用于侧面受外压。
对于超短圆通,当 kw=1.8,用于全面受外压;当 kw=3.6,用于侧面受外压
临界外压Pcr(MPa):
横剪稳定性
试验修正系数kex可按下列数据,参考取值:
壳体半径/壁厚(kex) 250(0.8), 500(0.7), 1000(0.6) , 1500(0.5)
横剪力Qcr(kN):
上法兰强度校核
上法兰参数
最大压强Pmax(MPa):
螺孔数量n:
许用应力σs(MPa):
接头高度H(mm):
接头宽度B(mm):
壁厚b1:(mm)
危险截面直径Dfpc(mm):
螺栓圆直径Dl(mm):
密封面平均直径Dz(mm):
密封圈相当宽度b(mm):
密封圈系数m(mm):
计算结果
螺栓总拉力Q(kN):
弯曲应力σw(MPa):
安全系数fk

下法兰强度校核
下法兰参数
最大压强Pmax(MPa):
螺孔数量n:
许用应力σs(MPa):
接头高度h1(mm):
接头高度h2(mm):
接头高度h3(mm):
接头宽度B(mm):
壁厚b1:(mm)
螺孔直径D(mm):
螺栓圆直径Dl(mm):
密封面平均直径Dz(mm):
密封圈相当宽度b(mm):
密封圈系数m(mm):
计算结果
螺栓总拉力Q(kN):
弯曲应力σw(MPa):
安全系数fk

外螺纹强度校核
外螺纹参数
螺纹受到的最大拉力Q(kN):
材料许用应力σs(MPa):
螺最小断面直径d1(mm):
螺纹内径d0(mm):
螺距t(mm):
螺纹长度l(mm):
螺纹受力圈数z:
螺柱个数n:
计算结果
螺纹弯曲应力σw(MPa):
螺纹拉应力σJ(MPa):
螺柱等效应力σs(MPa):
弯曲应力安全系数fkW:
拉压应力安全系数fkJ:
等效应力安全系数fkT:
螺柱断面应力σ(MPa):