由固体推进剂的组成预示燃速

本文提出一种以推进剂配方比例和压力为自变量的燃速计算模型。由此可以估算非催化双基推进剂和改性双基推进剂(填加HMX或RDX)的燃速、压力指数和它们的可调性。已对一百多个推进剂配方进行计算,所有计算值与实测结果基本符合。     

复合改性双基推进剂燃速估算(Ⅰ)

本文在《由固体推进剂的组成预示燃速》的基础上.进一步讨论了过氯酸铵和铝粉的含量、颗粒度对复合改性双基推进剂燃速及其特性的影响。在一定实验和假设的条件下,提出了可适用于估算非催化复合改性双基推进剂燃速及压力指数的半经验方法。估算值能与实测值基本符合。并已有现成微机计算程序,可供有关人员参考使用。     

改性双基推进剂粉末自着火行为实验研究

为降低推进剂意外着火带来的危害,需要对典型改性双基推进剂的自着火行为及热安全性开展研究。使用快速压缩机实验平台,结合高速成像及动态压力采集技术,发展并验证了超快热刺激方法,开展了改性双基推进剂在快速热加载环境(加热速率大于10⁴ K/s)下的响应实验,获得了含环三亚甲基三硝胺(RDX)改性双基推进剂典型自着火行为,以及含环四亚甲基四硝胺(HMX)和1,1-二氨基2,2-二硝基乙烯(FOX-7)改性双基推进剂的着火临界条件。结果表明：在1.0 MPa、901.2 K时,含HMX改性双基推进剂未发生着火,而压力升高至3.0 MPa,推进剂样品发生明显的着火现象;对于含HMX和FOX-7改性双基推进剂,其着火临界温度均随压力的增加而降低;在相同压力下,含FOX-7改性双基推进剂的临界着火温度低于含HMX改性双基推进剂的临界着火温度。     

含球形硼粉CMDB推进剂的燃烧性能

用燃速测试、扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱仪(EDS)和单幅照相技术研究了含球形硼粉改性双基推进剂(CMDB)的燃烧性能、熄火表面和火焰结构。结果表明,球形硼粉主要在推进剂燃烧表面或接近燃烧表面处熔融、燃烧,用等质量的球形硼粉替代黑索今(RDX),推进剂燃速和凝聚相热分解的剧烈程度下降,压强指数升高。     

二硝酰胺铵对交联改性双基推进剂能量及燃烧性能的影响

为研究二硝酰胺铵(ADN)对交联改性双基推进剂(XLDB)推进剂能量及燃烧性能的影响规律,采用扫描电镜观察了ADN颗粒的微观形貌,采用最小自由能法分别计算了ADN逐步代替奥克托今(HMX)和高氯酸铵(AP)对XLDB推进剂能量参数的影响,并通过靶线法和稳态燃烧火焰结构研究了不同ADN含量推进剂的燃烧性能。结果表明,ADN颗粒表面光滑、致密,无明显缺陷; ADN完全替代HMX时,推进剂理论比冲降低10. 3 N·s/kg; ADN完全替代AP时,理论比冲提高38. 4 N·s/kg;采用ADN逐步替代AP时,推进剂1～15 MPa下燃速和压力指数增加。     

草酸铵对改性双基推进剂燃烧及能量性能影响研究

采用最小自由能法进行理论计算,研究了草酸铵含量对改性双基推进剂的热力学参数影响。结果表明,当草酸铵质量分数从0提高到8%时,推进剂的理论比冲Isp下降了4.58%;理论特征速度C*和燃烧室温度Tc则分别下降了70.9 m·s-1和21 K;而燃气平均分子量则有所提高,这些变化趋势具有很好的线性相关性。采用靶线法测量了含草酸铵的改性双基推进剂在2~18 MPa下的线燃速。结果表明,草酸铵有效降低了改性双基推进剂(CMDB)的燃速;且在低压下(2~10 MPa)的降速效果要好于高压(10~18 MPa),压力指数也随着草酸铵含量的提高而变高。     

交联改性双基推进剂（XLDB）燃烧性能的改善及机理研究

通过复合改性双基推进剂（ＣＭＤＢ）与含缩二脲型二异氰酸酯（Ｎ－１００）、四氢呋喃一环氧乙烷共聚醚（ＰＴＥ）的ＸＬＤＢ燃烧性能的对比研究，利用电子能谱（ＥＳＣＡ）、扫描电镜（ＳＥＭ）、燃烧火焰结构等仪器分析方法，探讨了ＸＬＤＢ燃速压力指数升高的原因。并通过改变催化剂或交联剂降低了该推进剂的燃速压力指数，改善了燃烧性能。     

含球形硼粉改性双基推进剂的燃烧性能

用燃速测试、扫描电子显微镜(SEM)、光电子能谱仪(EDS)和单幅照相技术研究了含球形硼粉改性双基推进剂(CMDB)的燃烧性能、熄火表面和火焰结构。结果表明,球形硼粉主要在推进剂燃烧表面或接近燃烧表面处熔融、燃烧,用等质量的球形硼粉替代黑索今(RDX),推进剂燃速和凝聚相热分解的剧烈程度下降,压强指数升高。     

RDX-CMDB推进剂低压燃烧性能研究

用燃速测试研究了燃烧催化剂(铅盐、铅盐/铜盐、铅盐/铜盐/炭黑)、燃烧稳定剂(Ca CO3、Ti O2、Mg O及Al2O3)以及RDX粒径(7μm、21μm和45μm)对RDX-CMDB推进剂在低压下[(1~5)MPa]燃烧性能的影响。结果表明,复配体系的燃烧催化剂可有效提高RDX-CMDB推进剂的燃速并降低其压强指数,推进剂燃速随RDX粒径增大而提高,Ca CO3可提高推进剂燃速,Ti O2、Mg O和Al2O3会导致推进剂燃速降低。     

二硝酰胺铵复合推进剂燃烧性能研究

为降低复合固体推进剂特征信号,利用新型聚醚黏合剂制备了含绿色氧化剂二硝酰胺铵(ADN)的复合推进剂.燃速测试表明,ADN复合推进剂燃速高于相应的高氯酸铵(AP)复合推进剂,燃速压力指数较高.热失重分析表明,聚醚黏合剂体系起始热分解温度为235℃,ADN复合推进剂起始热失重温度与相应AP复合推进剂相同,热失重曲线低于相应AP复合推进剂.扫描电镜分析显示,含ADN复合推进剂燃烧熄火表面存在明显熔融层.     

超高燃速推进剂的压力敏感性

分析了超高燃速推进剂的压力敏感性，提出了一种降低超高燃速推进剂压力敏感性的物理方法，即通过估算，以不同密度和不同孔结构参数的多段药片组合成ＵＨＢＲ药柱。实验证明理论估算与实测ｐ－ｕ关系，在规律上非常一致，证实用这种方法可以降低ＵＨＢＲ燃烧过程的表观压力指数。     

降低NEPE推进剂压力指数的研究

通过简易落球法测固化时间和用恒压靶线法测燃速,对固体含量为73％的NEPE推进剂进行了燃速催化剂的筛选研究.从催化剂的使用期、相容性和降压力指数两方面进行了试验,获得了一种无机铅盐与一种有机铅盐分别与碳黑复合使用的复合催化剂,其使用期和相容性都可满足要求,并可使所试验配方的压力指数从0.82降至0.60.另一组含铅的复合催化剂可使NEPE推进剂燃速有明显提高.同时,对有关催化剂的作用机理进行了初步探索。     

加速度对含铝复合推进剂燃烧的影响

本文简要介绍了含铝复合推进剂在加速度场中燃烧的一些研究结果,其中包括加速度向量对推进剂瞬时燃速和燃烧室压力的影响,并对加速度引起燃速增大的机理进行了分析和讨论。     

平台双基推进剂铅炭催化燃烧模型的研究

该文分析了双基推进剂和平台双基推进剂稳态燃烧条件下燃烧表面解初期产物的化学性质，建立了催化条件下中间产物裂解模型，由此导出有铅炭催化化时双基推进剂的燃速公式，此公式可以定量地再现双基平台推进剂的“平台”和“麦撒”燃烧现象的全过程。     

燃速催化剂对NEPE固体推进剂能量和压强指数的影响

分析了燃速催化剂对NEPE高能固体推进剂理论比冲和燃速压强指数的影响.在固体含量为68.4％～74.9％的范围内,观察到随着固体氧化剂和金属燃烧剂含量的增加,标准理论比冲(I_(ss)~°)从2660.0N.s/kg增至2682.7N.s/kg.如加入1.52％～2.05％的燃速催化剂.则I_(ss)~°下降为2640.5～2660.0,采用复合燃速催化剂可使推进剂的燃速压强指数降至0.655～0.716,其含量不应低于1.5％～2.1％。     

低特征信号NEPE推进剂配方设计及燃烧性能

根据最小自由能方法计算了铝粉含量变化对ＮＥＰＥ，ＣＭＤＢ以及固体含量为８８％的复合团体推进剂能量特性的影响．铝粉含量为５％～１８％时，ＮＥＰＥ推进剂密度比冲分别比ＣＭＤＢ和复合团体推进剂增加１１．１～１４．６ｓ·ｇ／ｃｍ３和１４．２～１８．０ｓ·ｇ／ｃｍ３．通过对低特征信号ＮＥＰＥ推进剂配方燃烧性能的研究，观察到当Ａ１含量为３％～５％时，采用３．５％的燃速催化剂仅可使压力指数降至０．６０．相应高能ＮＥＰＥ（铝粉含量等于１８％）推进剂的压力指数可降至０．５６．而降低ＡＰ粒度和增加其含量是提高燃速和降低压力指数的有效措施之一．此外，还测定了ＮＥＰＥ推进剂的燃速温度敏感系数，并与ＣＭＤＢ和复合团体推进剂数据进行了对比．     

平台含黑索今改性双基推进剂高压热分解与燃速的相关性

为研究平台含黑索今改性双基推进剂(RDX-CMDB)高压热分解与燃速的相关性,用燃速测试和高压差示扫描量热(PDSC)技术分别研究了两种推进剂在3、6、9、12 MPa下的燃烧性能和热分解。结果表明,PDSC特征量随压强变化规律与RDX-CMDB推进剂出现平台燃烧效应存在联系,综合特征量与RDX-CMDB推进剂燃速线性相关。     

球形硼粉对CMDB推进剂燃烧性能的影响

为改善固体推进剂的燃烧性能,在高能RDX-CMDB推进剂配方中添加硼粉和铝粉,利用静态恒压燃速仪在20℃测定样品燃速,以此考察它们对推进剂燃速特性的影响。同时考察在RDX-CMDB推进剂中添加Li F后其燃速特性的变化。研究结果表明:在RDX-CMDB推进剂配方体系中,添加金属粉使得推进剂的燃速压强指数升高;添加硼粉代替推进剂配方中的铝粉,可以降低推进剂配方的燃速压强指数。     

偶氮二甲酰胺对BAMO-THF/PSAN推进剂性能的影响

将发泡剂偶氮二甲酰胺(ADA)引入到BAMO-THF/PSAN推进剂中,以改善该推进剂的力学和燃烧性能.通过红外和热失重分析以及推进剂拉伸实验和燃速测试,研究了ADA对BAMO-THF/PSAN推进剂性能的影响,并对作用机理进行了探讨.结果表明:ADA对BAMO-THF/PSAN推进剂的力学和燃烧性能有改善作用,当ADA质量分数为8%时,推进剂最大应力提高了约40%,最大应力下延伸率提高了约36%,燃速压力指数从0.72降至0.56,而推进剂比冲仅下降2.1%.     

固体推进剂冲击起爆及其反应区本构方程的整体标定研究

实验研究了压阻计对推进剂化学反应区流场的影响,在提高实验精度的前提下测得了改性双基推进剂冲击波起爆过程中的压力变化,利用拉氏分析技术得到了反应过程中的质点速度、反应度变化历史。在反应区整体标定的基础上,提出了改性双基推进剂的化学反应速率方程并进行了系数标定,同时对改性双基推进剂的一维起爆过程进行了数值模拟。