实现壳体一喷管整体缠绕是提高发动机质量比的一条重要途径，因为整体缠绕发动机壳体将壳体后接头与喷管收敛段并为一体，所以可以取消后接头，其他金属件的质量也得到相应减轻。对带喷管壳体整体缠绕成型工艺进行了探索研究，并通过对比试验，以探讨整体缠绕工艺对发动机壳体燃烧室强度的影响。

　　整体缠绕壳体芯模轮廓设计的主要任务是喉口过渡段和中端头型面的设计，本文在分析整体缠绕壳体螺旋缠绕特点的基础上，根据型面突变处应力连续和缠绕角连续条件，设计了直径Φ200的整体缠绕壳体芯模轮廓。它的前封头是等张力型面，中端头为椭球型面，连接中端头与扩散段的过渡段为双曲面。

　　整体缠绕壳体芯模轮廓设计的主要任务是喉口过渡段和中端头型面的设计，本文在分析整体缠绕壳体螺旋缠绕特点的基础上，根据型面突变处应力连续和缠绕角连续条件，设计了直径Φ200的整体缠绕壳体芯模轮廓。它的前封头是等张力型面，中端头为椭球型面，连接中端头与扩散段的过渡段为双曲面。

　　为减少整体缠绕壳体与对比壳体之间的不同因素，以便于做对照试验，在缠绕工艺设计时，不仅要保证这两种壳体具有相同的缠绕线型（切点数），还分别保证了它们的纵向和环向缠绕圈数基本相同。具体做法是，以对比缠绕壳体为基准选择了线型，而以整体缠绕壳体的缠绕圈数为基准进行对比壳体的层次设计。

　　壳体性能指标：设计爆破压强为9.0MPa。根据产品强度的要求，利用网格理论对产品进行力学分析，本研究缠绕工艺设计是以燃烧室强度为基准进行的，两种壳体的缠绕层次均为2个纵向循环和2个环向循环。

　　根据以上计算的层次，采用具有计算机辅助制造功能的缠绕机绕制了六台壳体（其中包括两台不带喷管的对比壳体）。由于整体缠绕壳体是含凹曲面的异形件，难以满足测地缠绕要求，而现有缠绕机的随机软件在使用中难于避免产生架空现象，为此我们对原软件进行了二次开发，并制得了理想产品。

　　取其中四台（分两组）做水压试验。四台壳体1A、2A、1B、2B爆破压强依次为7.0、9.8、8.0、11.4MPa（其中A代表整体缠绕壳体，B代表对比壳体）。1A、2B壳体的爆破压强低于设计压强，这与试验过程中内村泄漏水有关，致使压力很难升上去，静态疲劳影响测试结果。由此可见，整体缠绕工艺对燃烧室强度没有显著影响。四台壳体均在封头肩部爆破，包括纤维断裂、纤维拔出及界面分层等多种破坏方式。具体地说，1A壳体是椭球封头肩部破坏，1B、2B壳体在等张力封头肩部破坏，而2A壳体的两种封头肩部同时破坏，只是椭球封头肩部大面积损坏，因此，本研究中整体缠绕壳体的设计方法具有一定的参考价值。

　　阅读延伸：《固体火箭发动机碳纤维外壳的研制技术》