大型固體火箭發(fā)動機噴管的研制,必須掌握關鍵的大尺寸喉襯技術。本文梳理了法國、日本、美國、印度的大型固體發(fā)動機噴管、喉襯技術的發(fā)展與應用,分析總結了大尺寸喉襯的應用情況及材料制備工藝、燒蝕性能等;對國內大尺寸喉襯的研制進展進行概括,最后基于我國大型固體發(fā)動機噴管喉襯的現(xiàn)狀,對大尺寸喉襯設計、材料制備技術的未來發(fā)展進行了展望與總結。 

【文章來源】：宇航材料工藝. 2020,50(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

喉襯預制體結構示意圖

中國專利《潛入式噴管喉襯的環(huán)向分塊裝配方法》[40]，介紹另一種組合式喉襯，喉襯結構如圖12所示，將喉襯沿環(huán)向分成10～30塊，單個塊體為近等腰梯形柱狀C/C材料，梯形柱斜面（粘結面）兩側沿高度方向加工條形凹槽，凹槽裝入條狀的抗燒蝕柔性石墨、碳纖維彈性材料，塊體之間形成互鎖結構，同時起到密封、防止躥火作用，利用粘結裝配工藝將塊體組裝成大尺寸喉襯。此外還有類似的專利，將喉襯沿徑向先分為內、外喉襯兩部分，內、外喉襯再分成多瓣拼接，最終形成組合式喉襯，工藝過于復雜，界面太多，可能存在熱應力傳遞、高溫密封、燒蝕不均等問題，實際制造大尺寸喉襯的可實施性不強。2.2 整體式C/C喉襯技術

M-V固體運載火箭（2006年退役）從第五次發(fā)射開始，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級噴管喉襯由石墨改為3D C/C材料，其中Ⅰ級C/C喉襯外徑達Φ1 100 mm，喉徑約Φ600mm，高度為350 mm，密度最高達2.0 g/cm3、孔隙率≤5%[17-19]，由石川島播磨重工研制，喉襯預制體及實物如圖5所示。C/C喉襯使用T300級PAN基碳纖維，預制體為圓筒形軟紗三向正交結構，結構示意圖如圖6所示。預制體軸向、徑向、環(huán)向（Z、R、C）三向的纖維體積分數(shù)均為16%，推算預制體密度約0.85g/cm3。預制體采用瀝青浸漬高壓碳化工藝致密，碳化最高壓力98 MPa，并經(jīng)2 500℃石墨化處理，喉襯的設計密度大于1.93 g/cm3，材料具有優(yōu)異的熱學與力學性能，Z、R、C向的熱脹系數(shù)（CTE）均較低，且非常接近，2 000℃溫度下CET為2.0×10-6/K，呈各向同性特征[20-21]。圖6 喉襯預制體結構示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3113667