吴敏,张国涛,党力,陈哲,汪耀源,韩艳松.氧化锆涂层在固体火箭发动机上的应用[J].热喷涂技术,2023,(1):72~76.
氧化锆涂层在固体火箭发动机上的应用
Application of ZrO2 Coating in Solid Rocket Motor
  
DOI:10.3969/j.issn.1674-7127.2023.01-010
中文关键词:  热防护层  固体火箭发动机  喷涂  ZrO2
英文关键词:Thermal protection layer  SRM  Sprayed coating  ZrO2
基金项目:
                 
作者单位
吴敏 湖北航天化学技术研究所
张国涛 湖北航天化学技术研究所
党力 火箭军装备部驻襄阳地区军事代表室
陈哲 湖北航天化学技术研究所
汪耀源 湖北航天化学技术研究所
韩艳松 湖北航天化学技术研究所
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中文摘要:
      为解决某型号固体火箭发动机铝合金壳体的热防护功能以及侧面初始通气面积不足等问题, 采用等离子热 喷涂技术在铝合金壳体内表面喷涂厚度为 0.1 mm NiCrAlY 与 0.3 mm ZrO2 涂层作为隔热材料, 充分利用 YSZ 涂 层熔点高、 热导率低的特点, 实现大幅度减小绝热层厚度 (0.4 mm) 及增加装填空间的目的, 结合仿真计算结果 表明采用涂层技术可实现铝合金壳体隔热在安全使用的温度范围内; 同时解决了软质绝热层在高温燃气流动过程 中存在烧蚀、 冲刷、 脱落等缺陷引起的壳体烧穿的故障。 各项试验考核表明采取喷涂 YSZ 涂层措施达到对铝合 金壳体的良好热防护作用, 满足固体火箭发动机燃烧室壳体在 2200 ℃、 1.5 s 的隔热要求; 可将该措施应用于工 作时间较短、 燃温较高的其它固体火箭发动机的隔热防护措施当中。
英文摘要:
      In order to solve a solid rocket motor(SRM) problems of thermal protection function of aluminum alloy shell and insufficient initial ventilation area on the side, plasma thermal spraying technology is used to spray 0.1 mm NiCrAlY and 0.3 mm ZrO2 coating on the inner surface of aluminum alloy shell as heat insulation material, and the advantages of YSZ coating, such as high melting point and low thermal conductivity, were fully utilized to achieve the purpose of greatly reducing the thickness of thermal insulation layer (0.4 mm), and achieved the purpose of increasing the loading space. Combined with the simulation results, it was shown that the aluminum alloy shell can be insulated in a safe temperature range by using the coating technology. At the same time, it solves the problem of burning through the shell caused by the defects of ablation, scouring and falling off of the soft insulation layer in the process of high temperature gas flow. The test results showed that YSZ coating can achieve good thermal protection for aluminum alloy shell and meet the thermal insulation requirements of SRM combustion chamber shell at 2200 ℃ and 1.5 s. This measure can be applied to the thermal insulation protection measures of other SRM with short working time and high combustion temp
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