固体火箭发动机的实际性能参数预估

用修正系数对理论性能参数进行修正， 即可得到实际性能参数。

前已述及，燃气在喷管膨胀过程中的损失主要是对推力系数CF进行修正，其修正系数为

φCF＝φtpφ m φblφαφkinφsubφL（6-98）

特征速度的修正系数为式 （6-81）， 即

比冲Isp的修正系数为

φIsp＝φCFφc∗（6-100）

用χ表示燃烧温度的修正系数， 则修正后的实际性能参数为

式中， 下标 “r” 表示实际性能参数。 为表达简洁起见， 在以后的公式中直接使用修正后的性能参数， 而不再用下标表示。 在推力计算中， 推力的修正系数即为推力系数的修正系数，而对质量流率及压强的修正体现在对特征速度的修正上。 如果忽略燃烧不完全损失， 则修正特征速度时只对温度进行修正， 即

如果忽略燃烧不完全损失和长尾管损失， 则质量流率为

需要指出的是， 以上讨论都是在假设各种损失完全独立、 互不影响的基础上进行的， 因此可对每项损失作单独修正， 为了防止重复计算， 每项损失只能计算一次。 实际上， 固体火箭发动机的各种损失相互之间可能是有影响的， 不同损失之间的影响程度也不相同。 在典型发动机结构和工作条件下， 不同损失之间的相关性列于表6-8中。

表6－8 不同损失之间的相关性

由表中数据可见， 有两种损失的相互影响是严重的， 需要引起注意。

（1） 非一维流动对附面层损失有较大影响。 这是因为附面层流动对来流条件是很敏感的， 实际的喷管流线与一维流的流线有显著差别， 特别是在喉部附近差别更大， 同时喉部的传热速率也是最大的。

（2） 两相流动对扩张损失有较大影响。 在惯性作用下， 凝相微粒容易集中在喷管轴线附近， 使凝相传递给气相的热量在轴线附近要大于在管壁附近， 造成流速不均匀， 从而影响扩张损失。

从宏观上看， 各项损失相互之间的影响不大。 柯茨用上述方法对20个产品发动机的比冲进行了预估，得到的φIsp预估值在89.8％～96.3％范围内，与实测结果的最大偏差为1.5％， 说明上述发动机性能参数的预估方法有较高的预估精度， 可以满足发动机设计的工程需要。