微烟NEPE推进剂及其粘合剂胶片的动态力学性能研究（英）

采用动态力学分析方法研究了微烟NEPE推进剂及其粘合剂胶片的动态力学性能.结果表明,微烟NEPE推进剂及其粘合剂胶片的tan δ(损耗角正切)曲线均存在α和β转变峰,分别由增塑剂和粘合剂体系的玻璃化转变引起,加入硝胺填料使两个转变过程的力学损耗tan δ增大,峰温向高温移动.微烟NEPE推进剂的试验常数和表观活化能均低于其粘合剂胶片对应的值,表明加入硝胺填料会增大粘合剂分子运动的自由体积,减弱分子链间的相互作用,可以解释微烟NEPE推进剂的力学损耗tan δ大于粘合剂胶片的原因.     

NEPE推进剂贮存老化性能研究

为考察硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂的热老化特性,研究了其在60,70,80℃下的热失重百分数、硬度、凝胶百分数、相对交联密度以及增塑剂BTTN和NG含量的变化。结果表明:由于NEPE推进剂中增塑剂的挥发和分解,其热失重百分数、硬度随老化时间的延长而增加,因粘合剂降解断裂,其凝胶百分数和相对交联密度随老化时间的延长而降低;增塑剂BTTN和NG含量随老化时间的延长而降低,且BTTN和NG含量的损失符合一级反应规律。NEPE推进剂的热老化机理主要是增塑剂硝酸酯的分解和挥发,粘合剂的降解断链。     

NEPE-5固体推进剂物理老化的动态力学性能

利用动态机械分析仪研究了在65℃下老化不同天数的NEPE－5推进剂的物理性能。在－20－40℃的温度范围内tanδ随老化时间有规律地变化，玻璃态转变区域的比热容和粘弹系数C1^g,C2^g均随老化时间的增加而降低，在高温段（0－40℃），老化少于60天的样品的储能模量和损耗模量均变化不大，而在老化60天之后变化却很大。     

化学交联网络对少烟NEPE推进剂力学性能的影响

应用平衡溶胀法和动、静态力学性能测试方法研究了少烟NEPE推进剂的固化参数、增塑比和交联剂含量等因素对推进剂交联网络结构和力学性能的影响.结果表明,少烟NEPE推进剂的交联密度、初始模量和抗拉强度等在固化参数为1.5时达到最大,并随增塑比降低,交联剂(CA)含量增大而逐渐增大;推进剂的延伸率随固化参数和交联剂含量增大而逐渐降低,随增塑比增大而增大;推进剂的力学损耗随增塑比和交联剂含量增大而增大;但推进剂的玻璃化温度和次级转化温度随固化参数、增塑比和交联剂含量的变化不大(-33 ℃和-56 ℃).     

NEPE推进剂湿老化特性研究

开展了NEPE推进剂在不同环境条件下湿老化试验,监测了试验过程中推进剂的吸湿率、力学性能和稳定剂含量的变化.结果表明,吸湿严重影响NEPE推进剂力学性能.85%RH环境条件下,抗拉强度下降幅度可达70%.NEPE推进剂吸湿平衡湿度低,11%RH时仍有轻微吸湿.短期吸湿引起的力学性能下降可通过干燥手段恢复.湿老化速度与试件尺寸及暴露表面积有关.高温加速老化条件下,湿气加剧NEPE推进剂的化学老化,表明长期贮存有必要考虑湿气引起的不可逆化学反应.     

NEPE推进剂湿热双应力老化特性

将NEPE推进剂置于不同的温度和湿度条件下贮存,测试其力学性能、凝胶分数和稳定剂含量的变化规律。研究发现:NEPE推进剂湿热双应力老化可以表示为物理老化和化学老化两部分的叠加;物理老化表现为湿老化特征,力学性能变化先快后慢,趋向于定值;化学老化表现为热老化特征,前期力学性能出现一个平台区,持续一段时间后,迅速下降至一个更低的平台;存在湿热两种因素的协同效应:湿气对化学老化具有加速效应,温度对物理老化具有增速和增幅效应。NEPE推进剂湿热双应力老化的基本化学特性与热老化类似,但是湿度对于稳定剂消耗与粘合剂网络降解都具有加速作用,可视为湿气降低了热老化的表观活化能。     

NEPE推进剂无损型贮存寿命预估

为了实现对硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂药柱贮存寿命进行预估时的测量无损性,通过对施加10％定压缩应变的NEPE推进剂进行高温热加速老化实验、气体含量监测实验、单向拉伸力学性能实验,基于相关性分析和寿命预估模型,提出了一种以特征气体含量变化为基础数据的无损型寿命预估模型.结果表明,NEPE推进剂贮存老化过程中,CO气...     

CL-20基无烟NEPE推进剂的热行为

利用热重(TG-DTG)和高压差示扫描量热(PDSC)研究了含与不含CL-20的无烟NEPE推进剂的热行为。结果表明,推进剂常压和高压下受热分解均有两个阶段,CL-20高压下主要在第一放热分解阶段分解,温度范围约为180~210℃。推进剂的总表观分解热随CL-20的含量和压强的增加而明显增大。     

DNTF含量对改性双基推进剂动态力学性能的影响

采用动态力学分析(DMA)研究了不同含量3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)对DNTF-CMDB(DF)推进剂动态力学性能的影响,获得了DF系列推进剂的多频动态力学性能特征量。结果表明,DF推进剂的动态力学过程除了α转变外,有两个β转变峰,其中β1转变峰是DNTF的作用。DNTF的含量对DF系列推进剂高低温动态力学性能有较大影响;α转变的损耗角正切tanδ的峰温Tα及α和β转变的自由体积膨胀系数αf均与NG/NC和DNTF/NC含量比的组合合量相关;当DNTF含量为20%时,推进剂具有最佳的高低温力学性能。     

低温动态加载下三组元HTPB复合固体推进剂的失效判据

基于三组元端羟基聚丁二烯(HTPB)复合固体推进剂在不同热加速老化时间(0,32,74,98 d)和不同加载温度(-50,-40,-30,-20,25℃)以及不同应变率(0.40,4.00,14.29,42.86,63 s~(-1))条件下的单轴和准双轴拉伸力学性能实验以及细观损伤观测实验,分析了加载条件对推进剂初始弹性模量,强度和最大伸长率的影响规律,确定了单轴和准双轴拉伸加载下推进剂的失效判据。结果表明:动态单轴加载下推进剂易因拉伸应力作用而失效,且热老化后推进剂抵抗破坏的能力降低,拉伸时的最大伸长率可选为失效判据。其次,拉压强度比更能反映推进剂的动态单轴拉压差异性,室温和低温条件下,其数值分别接近于0.4和0.2～0.3。动态准双轴拉伸加载下,推进剂的最大伸长率较单轴加载时明显降低,降低的幅度随热老化时间增长而增大,且温度越低,降低越明显。未老化推进剂在准双轴拉伸加载下的最大伸长率约为单轴拉伸条件下数值的60%～85%,而老化后约为40%～60%。低温高应变率条件下,最大伸长率不受应力状态和应变率变化的影响。动态双轴拉伸条件下的最大伸长率可选为相应加载下推进剂的失效判据以及点火建压条件下战术导弹固体火箭发动机(SRM)药柱结构完整性分析的判据,其数值可结合主曲线和老化模型确定。     

膏体冲压发动机输送及调节技术试验研究

为了分析膏体冲压发动机的输送及调节特性,从发动机工作原理出发设计了推进剂输送及调节试验系统,针对所采用的膏体富燃料推进剂开展了试验研究。研究结果表明,在发动机工作条件下膏体富燃料推进剂的流动特性与幂率流体非常接近,可采用幂率流体层流流阻计算公式对试验管路内的流动损失进行估算,误差小于3%。通过增压压力较小的调节可获得较大的推进剂流量变化,具有调节系数大的特点,调节的响应时间随着推进剂粘性的增大而增大。     

硼粉改性对推进剂工艺性能的影响

采用HAAKE粘度计测定硼粉／丁羟简单体系和实验推进剂药浆屈服值和表观粘度，研究了硼粉的处理效果和处理硼粉BS对硼含量为35％-40％实验配方药浆工艺性能的影响。结果表明：在研究处理硼粉BD、BW、BT和BS系列中，BS的处理效果最好，处理工艺稳定。用处理硼粉BS制成的实验药浆具有较好的可浇性、流平性和适用期。实验药浆的流体特征，在出料初期2—3h内呈Casson或Bingham流体，有显著剪切稀化和明显的静止结构恢复特征。     

LP1846液滴在高温环境中的蒸发特性

对ＬＰ１８６４单滴在７００℃～８５０℃环境下蒸发的特性进行了研究，定量测试了液滴直径随时间的变化关系和蒸发常数，并提出一个单滴蒸发的简化模型，理论计算和实验结果吻合较好。     

双基和硝胺改性双基推进剂平台燃烧模型的研究

提出了双基和硝胺改性双基推进剂平台燃烧机理，建立了双基和硝胺改性双基推进剂平台燃烧模型。实验验证结果表明，本模型的公式可定量地再现平台燃烧的超速、平台和麦撒现象全过程，且计算值与实测值符合得较好。     

低温感高能硝胺包覆火药的性能研究

研究了低温感高能硝胺包覆药的力学性能，界面粘接性能，定容燃烧性能和内弹道性能。实验结果说明，高能硝胺药经包覆之后力学性能及燃烧增面性都有提高，包覆层与基药之间的界面粘接性能优良，满足低温度系数发射药的技术要求，并取得 了“零梯度温度系数”的弹道效果。     

155mm火炮全等式模块装药的可行性讨论

对155mm火炮全等式和不等式两种模块装药的结构和弹道性能分别进行了比较分析，对全等式模块装药中存在的技术难题和解决途径做了详细的讨论。分别从理论和实验结果方面证明了全等式装药的可行性，认为国内155mm火炮可以通过采用混合装药和低温度系数装药技术实现模块装药的全等。     

两种含能液滴燃烧特性的比较

利用高速摄影和热电偶测温方法研究了ＨＹ９１１和ＯＴＴＯ－Ⅱ两种液滴在高温（７００－８５０℃）环境下着火,燃烧的特性,定量测试了液滴着火延迟期,生存期,着火温度和平均质量燃速。结果表明：在同样条件下,ＯＴＴＯ－Ⅱ液滴比ＨＹ９１１液滴易于着火,但燃速比ＨＹ９１１慢得多。     

低温感高能硝胺发射药的定容燃烧和弹道性能研究

通过高压密闭爆发器试验，研究了低温感高能硝胺发射药的定容燃烧特必，分析比较了其包覆前后的燃面变化规律，火炮射击试验结果表明，包覆处理后的高能硝胺发射的弹道性能具有明显的低温感效果。     

Deconsolidation and combustion performance of thermally consolidated propellants deterred by multi-layers coating

Both heating and solvent-spray methods are used to consolidate the standard grains of double-base oblate sphere propellants plasticized with triethyleneglycol dinitrate （TEGDN） （TEGDN propellants） to high density propellants. The obtained consolidated propellants are deterred and coated with the slow burning multi-layer coating. The maximum compaction density of deterred and coated consolidated propellants can reach up to 1.39 g/cm3. Their mechanic, deconsolidation and combustion performances are tested by the materials test machine, interrupted burning set-up and closed vessel, respectively. The static compression strength of consolidated propellants deterred by multi-layer coating increases significantly to 18 MPa, indicating that they can be applied in most circumstances of charge service. And the samples are easy to deconsolidate in the interrupted burning test. Furthermore, the closed bomb burning curves of the samples indicate a two-stage combustion phenomenon under the condition of certain thickness of coated multi-layers. After the outer deterred multi-layer coating of consolidated samples is finished burning, the inner consolidated propellants continue to burn and breakup into aggregates and grains. The high burning progressivity can be carefully obtained by the smart control of deconsolidation process and duration of consolidated propellants. The preliminary results of consolidated propellants show that a rapid deconsolidation process at higher deconsolidation pressure is presented in the dynamic vivacity curves of closed bomb test. Higher density and higher macro progressivity of consolidated propellants can be obtained by the techniques in this paper.