固体火箭推进剂侵蚀燃烧动态实时测试方法

该文描述了一种固体火箭推进剂侵蚀燃烧的测试方法，将被测推进剂试件置于一特殊结构的发动机中，当发动机点火后，实验发动机中的气体发生器产生高速气流，经过渡段流入试验段使推进剂试件点燃，试件的燃烧是沿燃烧表面的法向进行的。通过安装在试验段的石英窗，用固态图像传感器对燃面的退移进行光电转换，所输出电信号由计算机进行采集和处理，可以得出推进剂随时间变化的燃速曲线及侵蚀函数。     

长金属丝对固体推进剂燃速和装药的影响

应用热传导基本原理初步建立金属丝对装药轴向燃速影响的数学模型,定性地分析金属材料和推进剂的性质与尺寸对轴向燃速的影响规律,结果与实验结果基本一致。另外,分析两种燃烧速度——推进剂自身固有燃速与轴向燃速对火箭发动机装药燃烧面变化的影响规律,推导出装药燃烧面、推力、锥角、到达等面燃烧的时间、余药量等计算公式,以及与嵌入金属丝的根数和位置之间的关系,作为双向燃烧装药设计的计算基础。     

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。     

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。     

固体火箭发动机装药结构完整性研究进展

针对固体火箭发动机装药结构完整性的计算与评估问题,总结与分析中外复合固体推进剂本构模型、结构完整性解析模型、结构完整性数值仿真.研究表明:首先,复合固体推进剂具有力学性能复杂的特点,分析影响复合固体推进剂力学性能的主要因素,为建立合适的本构模型提供方向;其次,复合固体推进剂不可压缩、大变形、黏弹性性能,对装药结构完整性...     

改性双基推进剂药柱表面静动态应变测量方法

针对推进剂药柱材料线胀系数大、应变大,传统的电测技术测量其表面应变时死片率高的问题,该文采用近似将应变片植入推进剂装药的粘贴技术,建立了一种改进的测量改性双基推进剂药柱表面应变的电测法。应用该法测量了单孔推进剂药柱在静载荷和冲击载荷作用下的应变响应过程,分析了推进剂材料的延滞回复现象。结果表明:该方法可以准确地测量药柱的的静态、准静态及动态应变等粘弹性力学特征,适于固体火箭发动机推进剂药柱的结构完整性研究。     

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.     

油层爆燃压裂造缝加载模型

油层爆燃造缝加载模型是油层爆燃压裂造缝动态模拟模型研究的基础.基于固体药柱燃烧分析、燃烧速度方程、质量守恒方程和能量守恒方程,建立药柱爆燃加载过程的燃烧速度、爆燃压力、爆燃温度随时间变化的计算模型,并分析其影响因素及影响规律.结果表明:药柱爆燃后压力、温度均迅速上升,达到峰值压力和峰值温度所用时间为毫秒级;在其他条件相同的情况下,装药壁厚增大,峰值压力和峰值温度不变,升压速率和升温速率减小;装药量增加,峰值压力、峰值温度、升压速率、升温速率均增大;初始压力增大,峰值压力增大,峰值温度减小,升压速率和升温速率不变;初始体积增加,峰值压力、峰值温度、升压速率、升温速率均减小.     

蠕变试验下固体推进剂泊松比研究

为了研究固体推进剂的粘弹性力学行为,该文在遗传积分形式的粘弹性泊松比表达式基础上,结合拉普拉斯变换和蠕变试验条件,推导出推进剂材料在已知横向应变和松弛模量时的泊松比精确表达式,并利用Matlab编制相应的计算程序。设计相应的蠕变试验获得推进剂材料的横向应变,结合推进剂材料的松弛模量获得材料的泊松比与时间的变化规律。该文结果可为固体推进剂装药结构完整性分析提供输入参数。     

高压水射流冲击固体推进剂的温度效应实验研究

针对固体推进剂在高压水射流作用下点火机理尚不明确的问题,选用不同配方的丁羟固体推进剂为研究对象,进行了高压水射流的冲击实验研究.实验结果表明:高压水射流冲击固体推进剂过程中温度明显增加;推进剂的组分高氯酸铵(AP)和二茂铁的含量对升温速率有明显影响.     

对固体火箭发动机点火药量问题的研究

本文通过对影响固体火箭发动机点燃的主要因素的分析、探讨,从而提出了一条新的计算点火药量的公式。本公式综合考虑了药柱形状、主装药和点火的能量、药柱的温度、推进剂的性能、燃烧室自由容积以及燃烧面积等因素的影响。经过对十多种型号的固体火箭发动机的计算,都能得到比较满意的结果。可供设计、试验作参考。作为固体火箭发动机心脏的点火装置,共点火药量的确定,是一个很重要的问题,     

复合固体推进剂(PVC/AP)的粘弹力学谱

本文利用DDV—Ⅲ—EA动态粘弹谱仪对一种聚氯乙烯——过氯酸铵(PVC/AP)复合固体推进剂的动态粘弹力学特性进行了实验测定。通过频—温(时—温)等效原理、动—静态粘弹力学特性的关系,经过分析计算,给出了该复合固体推进剂的几种粘弹力学谱曲线及应力松弛模量E(t)的数学表达式。其结果对固体火箭发动机装药结构完整性分析计算有实用意义。     

浇铸单室双推固体推进剂界面力学性能研究

为研究同种工艺、不同配方、不同界面处理方式和界面接触结构研制的组合装药固体推进剂界面的力学性能,在20℃,50℃和-40℃下,采用材料拉伸实验机测试了基于NC/NG/RDX体系的浇铸工艺改性双基推进剂配方及组合药柱的抗拉强度和伸长率,利用扫描电镜-能谱联合分析仪分析了断裂面的形貌及元素分布。结果表明:浇铸工艺组合而成的推进剂组合药柱界面的力学性能优于工艺中推进剂力学性能差的一级,界面的处理方式和粘接结构对界面的力学性能影响不大,组合装药的力学性能基本由两级推进剂中力学性能较弱的一级推进剂决定。     

激光燃烧诊断技术及应用研究进展

介绍了用于燃烧场温度、组分、火焰构造和流场速度等参数测量的相干反斯托克斯喇曼散射、自发振动喇曼散射、激光诱导荧光和OH示踪测速实验系统,给出了在预混火焰、高能固体推进剂瞬态燃烧场和超声速高温流场测量的部分实验结果,并分析了激光作用区域燃烧场温度、主要组分及流场速度的分布和火焰构造。     

SiHCl_3-H_2体系多晶硅化学气相沉积的传递-动力学模型

提出SiHCl_3-H_2体系多晶硅化学气相沉积的传递-动力学模型(TKM),同时考虑传递过程和表面化学反应动力学对硅沉积速率的影响。研究硅沉积过程受表面化学反应速率限制和传递速率限制的边界条件,并且研究表面化学反应速率受氢气浓度限制或SiHCl_3(TCS)浓度限制的边界条件,提出同时受氢气浓度限制和TCS浓度限制的边界条件。为了验证TKM的有效性,应用该模型计算硅棒长度为2 m、硅棒直径为10 cm、气流速度为0.67 m/s、硅棒表面温度为1 398 K、常压(0.1 MPa)条件下,不同H_2/SiHCl_3配比下的硅沉积速率。研究结果表明:通过TKM的计算结果与Habuka所测得的实验数据比较,相对误差为3.6%(小于10%),表明该模型准确可靠。     

氧和水蒸气浓度及升温速率对生物质燃烧的影响

采用热重实验法,实验研究了升温速率、氧浓度和水分浓度对生物质燃烧的影响.研究结果表明,升温速率过大时会发生热滞后现象,着火倾向发生在颗粒表面,对燃烧特征温度、失重速率和剩余质量百分数均有影响;当氧浓度较大时,氧向固体层的质量传递作用加强,使得挥发分与固体层同时发生燃烧,燃烧速率明显增大而燃烬温度降低;水分浓度影响了生物质的燃烧,湿空气燃烧不稳定的原因是水分的凝结与蒸发,湿空气燃烧会造成炉膛热负荷波动.     

固体推进剂专家系统总体研究

针对固体推进剂研制手段多以实验为主、分析软件智能化程度不高的状况,该文提出了基于配方组元数据库的固体推进剂专家系统.该系统采用最小自由能数学模型,自由基裂解燃烧模型和中间相力学模型,通过理论预示给出初步的配方设计方案参数,再结合BP神经网络抽取出配方组成、结构和性能间协同效应规律的非线性信息,实现固体推进剂的配方优化.最后,给出了固体推进剂专家系统的总体设计,阐述了各模块的功能作用.简单应用示例说明固体推进剂专家系统具有较好的实用性和可信度 .     

装药设计软件的设计与实现

为了配合国营某厂在固体推进剂研制和应用基础技术设计理论方面的提高,对火箭发动机内弹道进行预估仿真计算,应用相关软件技术和基础理论,开发设计了火箭发动机装药设计软件,可利用推进剂的性能参数,进行火箭内弹道的仿真模拟,同时可进行药型设计,预估P-t曲线、预估R-t曲线、计算内弹道参数及点火药量等,为内弹道测试服务,进一步提高了固体推进剂技术的研发水平。     

高能固体火箭发动机冲击燃烧特性研究

为研究高能固体火箭发动机冲击燃烧特性,采用火箭撬平台作为加载装置对高能发动机施加冲击载荷,通过调节火箭撬速度获得不同速度下高能发动机的宏观反应特性;采用热力耦合计算模型对试验过程进行仿真,仿真中考虑推进剂在应力作用下温升引起的自热反应热源,通过计算发动机撞击靶板过程中推进剂内温度变化情况,分析推进剂反应的剧烈程度,判断发动机的反应特性,获得发动机的反应机理. 研究表明高能发动机以不低于100 m/s速度撞击靶板推进剂均会发生点火,点火位置位于发动机内孔;随着撞击速度的增加,点火延迟时间减小.     

工艺溶剂对AP/CMDB推进剂燃烧性能的影响

通过溶剂含量的测定,研究了AP/CMDB推进剂药柱工艺溶剂含量的分布规律,测试了不同工艺溶剂含量推进剂的燃速,采用单幅摄像系统拍摄了不同溶剂含量推进剂的燃烧波结构图片。结果表明,药柱内部至表面溶剂含量近似于线性分布;溶剂含量降低,溶剂浓度梯度下降,10~22 MPa推进剂燃速和燃速压强指数提高;溶剂含量降至1.1%以下,燃速趋于恒定。溶剂对AP/CMDB推进剂燃烧性能的影响机理为:溶剂的存在降低了推进剂的燃温和燃烧热值,减少了气相反应区向燃烧表面的反馈热量,使推进剂燃速降低。