含快燃物ACP丁羟推进剂高压燃烧特性和常压火焰结构

为了研究水合-四-(4-氨基-1,2,4-三唑)高氯酸铜(ACP)对推进剂燃烧特性的影响,利用高压燃速测定系统研究了ACP对丁羟推进剂3～29 MPa压力范围内燃速的影响;收集推进剂在不同压力(3,10,20 MPa)下的燃烧产物,分析了ACP对燃烧产物化学组成的影响;采用显微高速摄像系统获取了推进剂的燃烧火焰和燃烧表面,对燃烧熄火表面及组分进行了研究。结果表明,在丁羟推进剂中添加ACP可大幅提高燃速,添加5%ACP可使推进剂29 MPa下的燃速提高84.8%,9～11 MPa为不稳定燃烧压力区。燃烧压力3 MPa的完全燃烧产物中活性铝含量为16.22%。推进剂在0.1 MPa燃烧时,存在粒径约100μm的粒子被燃烧气流从燃烧表面带入到气相区中分解燃烧的现象,熔铝粒子在燃烧表面无明显团聚。添加ACP使燃烧表面不规则程度增加。     

高燃速推进剂研制现状分析

对高燃速固体推进剂研制采用的技术途径进行了分析，归纳出了六类提高推进剂燃速的方法，包括燃烧催化剂法、增加热传导法、采用纳米微粉或超细固体粒子法、新型含能材料法、金属粉／氧化剂复合粒子法和基于对流燃烧机理的方法。找出了在高燃速推进剂达到的燃速水平、提高燃速所采用的技术途径方面存在的差距，指出基于对流燃烧机理的快燃物方法具有对推进剂配方能量影响小、燃速提高幅度大、适应性广等优点，具有广阔的应用前景。     

快燃物ACP在丁羟复合固体推进剂中的应用

采用药条燃速仪试验和Ф64mm发动机点火试验，研究了不同含量的快燃物ACP对低、中、高燃速丁羟复合固体推进剂燃烧性能的影响。结果表明，快燃物ACP能明显提高推进剂的燃速，使6．86～15MPa下推进剂的燃速压强指数有明显增大的趋势，在低、中、高燃速推进剂配方中加入质量分数为5％的ACP，15MPa下的燃速分别提高11．3％，82．9％，67．8％。Ф64mm发动机试验表明，含ACP的推进剂在发动机中能够稳定燃烧，发动机p-t工作曲线稳定。获得了ACP使推进剂产生非平行层燃烧从而大幅度提高燃速的初步证据。     

GAP/HTPB共混粘合剂体系的力学性能研究

利用端羟基聚丁二烯(HTPB)粘合剂和端羟基叠氮聚醚(GAP)共混,以改善纯GAP粘合剂的力学性能;探讨各种固化反应条件对共混粘合剂力学性能的影响;静态拉伸测试结果显示共混胶片的确产生了协同效应,GAP与HTPB质量比11时,常温下粘合剂拉伸强度可达到3.833MPa,最大延伸率可达593%。动态热机械测试(DMA)结果显示,通过调整固化工艺条件,能够使得GAP与HTPB本不相容的两相产生反应增容,损耗因子-温度(Tanδ-T)曲线在-60.2℃附近出现单一的玻璃化温度;SEM照片更从微观形态上印证了以上两点。结果显示,HTPB与GAP共混粘合剂体系具有良好的力学性能,对GAP在复合固体推进剂中的应用具有一定的参考价值。     

化学共混改善GAP黏合剂力学性能研究进展

总结了近年来国内外关于化学共混在聚叠氮缩水甘油醚(GAP)黏合剂的力学性能改良中的研究现状,包括聚乙二醇(PEG)、乙二醇/四氢呋喃共聚醚(PET)、3,3-双(叠氮甲基)氧丁环/四氢呋喃共聚物(BAMO/THF)、端羟基聚丁二醇(HTPB)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在内的各种聚合物与GAP共混,通过调控反应条件得到化学交联网络,不同程度提高了黏合剂体系的力学性能。     

用ACP提高固体推进剂的燃速

用快燃物ACP提高改性双基推进剂、AP／HTPB复合推进剂和N-15D推进剂的燃速，取得了非常显著的效果。在HMX和RDX改性双基推进剂配方中加入不同粒度不同含量的ACP，推进剂的燃速均能提高，压强指数基本无变化。在AP基复合推进剂配方中加入ACP，其燃速均有不同程度的提高，而且在7～15MPa的压强范围内，压强指数小于0．45。成功地进行Ф64mm发动机试验，并获得稳定的P-t曲线。N-15D推进剂配方的燃速较低，加入ACP后，燃速也有提高，压强指数稍有增大。结果表明，加入ACP后燃速提高效率分别是：HMX改性双基推进剂配方为40．62％，RDX改性双基推进剂配方为38．00％，复合推进剂配方为37．35％，N-15D推进剂配方为9．90％。     

含微米级AP的HTPB推进剂工艺性能和力学性能

制备了含微米级AP(质量分数大于50%)的HTPB推进剂药浆和标准试件,利用流变仪测试了+20℃和-40℃时药浆的表现黏度,用材料试验机测试了标准试件的力学性能,讨论了增塑比、AP粒度级配、键合剂等对HTPB推进剂工艺性能和力学性能的影响。结果表明,当增塑比为0.42、AP粒度级配采用25%的120μm AP、30%的6~8μm AP和20%的1μm AP时,推进剂样品6h的表观黏度为1 267Pa·s,低温延伸率达到38%。     

HTPB/AP/Al复合推进剂燃速降速剂研究

通过测定5．1MPa压强下HTPB／AP／Al复合推进剂药条静态燃速和BSF075mm、BSF0165mm标准发动机实验，研究了（NH4）2C2O4，LiF，CaCO3，SrCO3及季铵盐等燃速调节剂对推进剂燃烧性能、能量性能等的影响。结果表明，季铵盐降速效率最高，季铵盐与碳酸盐组合使用可使固体质量分数为87％的推进剂在5．1MPa压强下的静态燃速降至3mm／s左右。BSFΦ75mm发动机测试表明，含季铵盐与碳酸盐组合降速剂的推进剂配方在3．45～12．17MPa压强范围内的压强指数为0．2，达到了平台推进剂水平，密度比冲较相近燃速的含草酸铵推进剂高2．8％，且内弹道曲线更稳定。     

包覆前后ACP对高燃速改性双基推进剂高/低压强段燃烧性能的影响

为改善含快燃物ACP(一种以二价铜胺络离子为阳离子的高氯酸盐)高燃速改性双基推进剂的燃烧性能,利用液相沉积法制得聚合物包覆ACP。采用热重分析研究了ACP及包覆ACP的热分解性能;以ACP及包覆ACP作为添加剂,对改性双基推进剂(CMDB)在低压段(3～9MPa)和高压段(11～20.5MPa)燃烧性能进行了对比实验研究。结果表明:ACP及包覆ACP热分解过程均可分为四个阶段,其总失重分别为90.70%和76.22%;在CMDB推进剂中添加ACP及包覆ACP均可提高推进剂的燃速,高压段的燃速压力指数降低,低压段的燃速压力指数增大。含包覆ACP的推进剂在低压段和高压段的燃速压力指数要比纯ACP的低0.1左右。     

聚氨酯黏合剂包覆球形ADN的性能研究

为降低球形二硝酰胺铵(ADN)的吸湿性,采用聚氨酯黏合剂对其进行包覆。用扫描电镜(SEM)和称重法分析了包覆后ADN的表面形貌和吸湿性,结果表明,聚氨酯黏合剂在ADN表面形成絮状的包覆膜,使包覆后ADN的吸湿率明显小于包覆前ADN,在相对湿度60%以下,包覆后ADN在空气中暴露30天时吸湿率仅0.136%,吸湿率不随时间增加。热分析和机械感度测试表明,聚氨酯黏合剂对ADN的熔点、分解峰温、分解热焓的影响较小,但使ADN的机械感度增加,包覆前后ADN的摩擦感度分别为30%和60%,撞击感度(H50)分别为30.5cm和27.8cm。