藥柱

藥柱設計的主要參數有：

①肉厚係數：藥柱內燃面至外表面的最小厚度與藥柱外圓半徑之比。

②長徑比：藥柱長度與直徑之比。

③容積裝填係數：推進劑體積與燃燒室內腔有效容積之比，在發動機初步設計中常根據這3個參數來選擇藥柱結構形狀。

④燃喉比：藥柱燃燒面積與噴管喉部面積之比，是確定燃燒室壓力的重要參數。

⑤喉通比：噴管喉部面積與藥柱通道出口處面積之比，它影響藥柱燃燒時的侵蝕效應。

藥柱依燃燒面積隨時間變化的規律分為恆面、增面和減面燃燒藥柱；依燃面所處位置分為端面、側面和端-側面燃燒藥柱;依燃面法線在空間直角座標系中的投影數分為一維、二維和三維藥柱；依藥柱的外形分為柱形和球形藥柱。

①端面燃燒藥柱：燃面由藥柱尾端沿軸線向頭部推進，屬於一維藥柱。這種藥柱的特點是恆面燃燒，燃燒時間長，推力小，容積裝填係數大(0.90～0.95)，適用於低推力、長時間工作的小型發動機和燃氣發生器。為了提高推力，可採用高燃速推進劑或沿藥柱軸向埋置高燃速推進劑藥條和導熱性好的金屬（銀、銅等）絲。

②側面燃燒藥柱：燃面平行於藥柱軸線，屬於二維藥柱。藥柱橫截面可有各種幾何形狀（圖1）。這種藥柱燃燒面積較大，能產生較大的推力。常用的是內側面燃燒藥柱，貼壁澆鑄於燃燒室內。藥柱肉厚在燃燒時起隔熱作用，有利於減輕燃燒室的結構重量。內孔為星形的藥柱（圖1g）容積裝填係數較大(0.75～0.85)，燃燒時間較長，推力中等，用於運載火箭或導彈的主發動機；內孔為輪轂形的藥柱（圖1e）肉厚係數小(0.2～0.3)，容積裝填係數小(0.65～0.7)，用於工作時間短、推力大的助推器。

③端-側面燃燒藥柱：屬於三維藥柱，端面不包覆，內孔頭部呈半球形。開槽管形藥柱、分段管形藥柱以及翼柱形和錐柱形藥柱都屬於這類藥柱。後兩種具有較大的容積裝填係數(0.85～0.95)和良好的結構完整性，適用於藥柱長徑比為1～2和2～4的大型發動機。

④球形藥柱：外形呈球狀，內孔為星形，容積裝填係數可高達0.95，屬於三維藥柱。球形藥柱的殼體表面積和應力最小，結構重量輕，廣泛用於航天器上。

⑤雙推力藥柱：由兩種不同燃燒面積的藥型或兩種不同燃速推進劑所構成的藥柱，燃燒時先提供較大的推力，隨後提供較小的推力，分別用於助推和續航。

對於均質的雙基推進劑常用擠壓成型。異質的複合和複合改性雙基推進劑大都採用澆鑄法製造，直接將推進劑澆鑄於預先裝有芯模的燃燒室中，固化後拔模，整形即成。

藥柱結構完整性對於貼壁澆鑄的幾何形狀複雜的藥柱十分重要。藥柱在製造、貯存、運輸和使用過程中會受到固化冷卻、環境温度、加速度、衝擊、振動和壓力等的作用。因此藥柱除滿足內彈道性能要求外，還應能承受各種應力。為了能保持良好的結構完整性，除提高推進劑的力學性能外，須對藥柱的幾何結構進行合理的設計，如增大孔槽的曲率半徑，減小肉厚係數，在藥柱兩端設置應力鬆弛套或人工脱粘層等。