單室雙推力發(fā)動(dòng)機(jī)的推力比是通過(guò)一定的壓強(qiáng)比來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 其助推級(jí)燃燒室壓強(qiáng)不宜過(guò)高， 否則將增大燃燒室壁厚而使火箭的消極質(zhì)量增大， 同時(shí)續(xù)航級(jí)壓強(qiáng)過(guò)低時(shí)又將導(dǎo)致比沖下降， 因此這類發(fā)動(dòng)機(jī)的推力比一般不宜超過(guò)8。

為了實(shí)現(xiàn)一定的壓強(qiáng)比， 單室雙推力發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用特殊的裝藥組合形式， 主要有以下三種。

（1） 相同推進(jìn)劑， 不同結(jié)構(gòu)的組合裝藥， 如圖8-21所示。

圖8－21 單室雙推力發(fā)動(dòng)機(jī)：相同推進(jìn)劑的不同結(jié)構(gòu)組合裝藥

（2） 不同推進(jìn)劑， 并聯(lián)組合裝藥（即雙層組合）， 如圖8-22所示。

（3） 不同推進(jìn)劑， 串聯(lián)組合， 如圖8-23所示。

圖8－22 單室雙推力發(fā)動(dòng)機(jī)： 不同推進(jìn)劑的雙層組合裝藥

圖8－23 單室雙推力發(fā)動(dòng)機(jī)： 不同推進(jìn)劑的串聯(lián)組合裝藥

對(duì)于不同推進(jìn)劑串聯(lián)組合的發(fā)動(dòng)機(jī)， 由于在同一時(shí)間段內(nèi)有不同的推進(jìn)劑在燃燒， 需要重新建立其內(nèi)彈道方程， 后面將詳細(xì)討論。 而前兩種裝藥的雙推力發(fā)動(dòng)機(jī)在同一時(shí)間段內(nèi)只有同一種推進(jìn)劑在燃燒， 其內(nèi)彈道方程和計(jì)算方法與普通發(fā)動(dòng)機(jī)完全相同， 只是在裝藥的幾何參數(shù) （如燃燒面積、 通氣面積、 自由體積等） 計(jì)算等方面需要進(jìn)行更細(xì)致的處理——主要是發(fā)動(dòng)機(jī)和裝藥在不同時(shí)間階段的工作狀況， 即不同裝藥結(jié)構(gòu)是單獨(dú)工作還是共同工作、不同推進(jìn)劑裝藥的參數(shù)是否一致等。 需要注意的是， 對(duì)于雙層組合裝藥， 由于實(shí)際燃燒過(guò)程并不嚴(yán)格按照幾何燃燒定律進(jìn)行， 因此在兩種裝藥的交界面上可能存在交叉現(xiàn)象， 即兩種推進(jìn)劑同時(shí)燃燒， 從而使推力的過(guò)渡段延長(zhǎng)， 導(dǎo)致內(nèi)彈道計(jì)算誤差增大。

例題 ［8－4］ 某單室雙推力發(fā)動(dòng)機(jī)采用兩層不同燃速推進(jìn)劑的組合星孔裝藥， 如圖8-22所示。 其裝藥結(jié)構(gòu)參數(shù)為： 星孔數(shù)7， 角分?jǐn)?shù)ε＝1， 星根半角θ／2＝35°， 特征長(zhǎng)度l＝25.69mm，外徑D＝106mm，星尖圓弧半徑r＝3mm，星根過(guò)渡圓弧半r1＝3mm，藥長(zhǎng)Lp＝467mm，助推級(jí)裝藥肉厚ep1＝12.13mm，裝藥全肉厚ep＝24.31mm；發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)為：燃燒室殼體（含絕熱層、包覆層）內(nèi)徑Dci＝106mm，噴喉面積At＝5.47cm2，燃燒室長(zhǎng)Lc＝500mm，質(zhì)量流率系數(shù)φm·＝0.95，熱損失系數(shù)χ＝1.0；推進(jìn)劑性能參數(shù)為：RT0＝1078.0k J／kg，密度ρp＝1690kg／m3，燃?xì)獗葻崛荼圈茫?.22，助推裝藥燃速系數(shù)a1＝9.453mm／（s·MPan1），壓強(qiáng)指數(shù)n1＝0.325；續(xù)航裝藥燃速系數(shù)a2＝3.868mm／（s· MPan2），壓強(qiáng)指數(shù)n2＝0.45；平均侵蝕比為

試計(jì)算零維p1-t曲線。

解： 已知裝藥全肉厚和助推級(jí)裝藥的肉厚， 則續(xù)航級(jí)裝藥的肉厚為

ep2＝ep-ep1＝12.18mm

由于僅給出了總的火藥力RT0和比熱容比γ，只能將特征速度視為常數(shù)（實(shí)際上，不同推進(jìn)劑的特征速度和熱力參數(shù)是不同的）， 即

按圖8-14所示的計(jì)算過(guò)程編制成應(yīng)用程序，可得p1-t曲線，如圖8-24所示。

圖8－24 某雙層組合裝藥單室雙推力發(fā)動(dòng)機(jī)p1－t曲線