富燃料推进剂的研制现状及展望

分析了固体火箭冲压发动机对富燃料推进剂的要求, 重点介绍了国内外镁铝、碳氢燃料和含硼富燃料推进剂应用及研究现状, 提出了高性能富燃料推进剂研制中急需解决的关键技术和技术途径, 并根据冲压发动机的特点, 指出今后应开展能量可控的膏状富燃料推进剂、高能GAP/ADN/B推进剂和低特征信号富燃料推进剂的研制.     

富燃推进剂的研制现状及展望

分析了固体火箭冲压发动机对富燃料推进剂的要求，重点介绍了国内外镁铝、碳氢燃料和含硼富燃料推进剂应用及研究现状，提出了高性能富燃料推进剂研制中急需解决的关键技术和技术途径，并根据冲压发动机的特点，指出今后应开展能量可控的膏状富燃料推进剂、高能GAP／ADN／B推进剂和低特征信号富燃料推进剂的研制。     

国内外含硼富燃料推进剂燃烧性能研究现状

介绍了硼及其含硼富燃料推进剂的燃烧特性，综述了国内外在调节含硼富燃料推进剂的点火、燃烧性能所采取的技术途径，提出了改善含硼富燃料推进剂燃烧性能的方法。     

含硼富燃料推进剂配方初步优化

针对含硼富燃料推进剂热值高，燃烧性能差的特点，介绍了一种低成本的含硼富燃料推进剂可燃性的实验测定方法，利用该方法对含硼富燃料推进剂三个主要组分的不同配比进行了大范围的测试。给出了含硼富燃料推进剂的可燃区间，同时发现当氧化剂含量一定时，金属燃料和粘合剂体系之间存在一个燃烧性能最佳的配比。结合该推进剂的工艺特点，给出了其燃烧性能调节的范围。     

膏体富燃料推进剂冲压发动机挤压输送特性试验研究

对两种膏体富燃料推进剂(含硼推进剂和铝镁推进剂)进行了挤压输送安全性试验与输送特性试验研究,证明两种膏体富燃料推进剂在1.5~8.0 MPa下挤压输送及喷射是安全可靠的,并进行了膏体富燃料推进剂冲压发动机一次燃烧摸底试验。试验证明,工作安全,喷射、点火、燃烧正常。     

燃料组分对含硼富燃料推进剂一次燃烧性能的影响

对含不同金属添加剂(镁、铝及镁铝合金)、不同硼粉粒度及硼粉含量的含硼富燃料推进剂分别进行了爆热(Qv)、燃烧温度(Tf)和成气率(η)测试,对比研究了金属组分对含硼富燃料推进剂燃烧性能的影响。结果表明:镁比铝能提高含硼富燃料推进剂的爆热值、燃烧温度和成气率;镁铝合金比镁更能降低含硼富燃料推进剂爆热及燃烧温度,且提高推进剂燃烧的成气率;当硼粉粒度较粗或较细时,含硼富燃料推进剂的爆热及燃烧温度均较高,而成气率较低,硼粉粒度适中时,推进剂的爆热值及燃烧温度均较低,而成气率较高;硼粉含量增大(氧化剂AP的含量减小),含硼富燃料推进剂的爆热、成气率均降低,而燃烧温度升高。     

固体燃料的超声速燃烧研究进展

介绍了超燃冲压发动机的用途、特点, 综述了国外固体燃料应用于超燃冲压发动机的研究成果, 总结了固体燃料的超声速燃烧得以发生和持续的条件, 通过对文献的归纳, 认为固体燃料可以进行超声速燃烧, PMMA和HTPB等燃料具有适合超声速燃烧的性能, 展望了富燃料推进剂在超燃冲压发动机中的应用前景, 对发展超燃固体富燃料推进剂提出了建议.     

硼粒子表面包覆对富燃料推进剂热分解特性的影响

借助于ＤＴＡ、ＴＧ、ＤＳＣ等热分析手段，研究了硼表面包覆对Ｂ／Ｍｇ／ＡＰ／ＨＴＰＢ富燃料推进剂热分解特性的影响。用于硼粒子表面包覆的材料有ＡＰ、ＫＰ及ＬｉＦ。为便于对比，对含未包覆硼的基础配方也作了相应分析。研究表明，硼包覆有助于提高硼粒子的反应活性，可促进燃料的热分解。从而对提高含硼富燃料推进剂的燃烧性能极为有利。     

富燃料推进剂燃烧热测试中防烧蚀材料的选取

含金属富燃料推进剂由于热值高、燃温高,在燃烧热测试过程中普通的不锈钢坩埚及附件经常被烧毁,为了正确测试金属富燃料推进剂燃烧热,对酸洗石棉、碳／碳复合材料、Al2O3陶瓷坩埚和金属钨坩埚的基本耐烧蚀特性和在金属富燃料推进剂燃烧热测试中的应用进行了实验研究。结果表明：碳／碳复合材料在高温有氧环境下有热效应,而酸洗石棉、Al2O3陶瓷材料坩埚和金属钨坩埚没有产生热效应。三种耐烧蚀材料在富燃料推进剂燃烧热测试中的应用表明,Al2O3陶瓷坩埚属于一次性的使用,钨坩埚与酸洗石棉配合使用可以提高含硼富燃料推进剂实测燃烧热到理论热值的94％。     

含硼富燃料推进剂燃烧性能的研究进展

对国内外含硼富燃料推进剂燃烧性能的研究状况进行了综述,总结了提高含硼富燃料推进剂一次喷射效率和二次燃烧性能所采取的技术途径,主要包括硼粒子的表面包覆、推进剂配方的调整、燃气发生器喷管结构的改进、空燃比的变化、合理燃气喷射方式的选择、进气方式、二次进气间距以及进气量的优化等,这些改进可使含硼富燃料推进剂一次喷射效率提高,燃烧残渣减少,二次燃烧效率也大幅度改善。     

RDX/HMX对含硼富燃料推进剂燃烧性能的影响（英）

制备了5种含RDX/HMX的含硼富燃料推进剂,并探讨了RDX/HMX对推进剂燃烧性能的影响。     

含硼富燃料推进剂各组分对其低压燃速的影响

采用推进剂静态燃速测试仪和氧弹式量热器的试验方法,研究了各组分对含硼富燃料推进剂低压燃速和爆热的影响。结果表明：增加高氯酸铵(AP)含量、添加燃速催化剂、增加超细AP的含量,可以提高该推进剂的低压燃速;硼含量的增加可以提高推进剂的爆热,但燃速略有降低。热分析的结果表明：增加含硼富燃料推进剂的凝相放热是提高其低压燃速的主要原因。     

固体燃料冲压发动机用富燃料推进剂的发展现状

由于优异的推进性能和简单的结构,固体燃料冲压发动机是最受关注的增程推进系统。综述了固体燃料冲压发动机的特点和对富燃料推进剂的要求,重点介绍了该富燃料推进剂的分类,指出了燃料研制过程需要突破的关键技术,如固体燃料点火技术、抗高过载技术、燃烧效率提高技术、燃速控制技术、燃料综合性能提高技术等。     

富燃料推进剂端面燃烧规律的X射线诊断研究

利用X射线高速实时荧屏分析技术（RTR）,针对燃气发生器铝镁富燃料推进剂端面燃烧规律开展了内视研究。实验成功采集了富燃料推进剂燃面推移图像,表明燃面是沿轴线以平端面进行推移。文中结合实验对端面燃烧规律和P—t曲线进行了分析。     

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。     

新型膏体冲压发动机流量测量

为获得新型富燃料膏体推进剂的质量流量,在新型膏体冲压发动机研制过程中开展了两种测量方案的研究,分别为称重法和变换介质法。文中对新型富燃料膏体推进剂的特性进行了简要描述,并列举了其对流量测量的影响。然后分别介绍了两种质量流量测量方案的原理,并通过试验对比了两种方案的优劣。通过对比,变换介质法更能准确测量膏体推进剂的质量流量。     

团聚硼颗粒表面粗糙度和粒径分布对富燃料推进剂药浆流变性能的影响

计算了固体颗粒表面粗糙度和粒径分布分形维数,研究了团聚硼颗粒表面粗糙度和粒径分布与分形维数、富燃料推进剂流变性能的关系。结果表明,团聚硼颗粒的表面粗糙度越小,其分形维数越小;团聚硼颗粒的粒径中值越大,细粒度的团聚硼颗粒含量越少,其分形维数越小,含硼富燃料推进剂的工艺性能越好。     

含硼BAMO/NMMO富燃固体推进剂的燃烧特性

硼/聚(BAMO/NMMO)富燃固体推进剂是在固体燃料冲压发动机上具有应用潜力的一种推进剂,因而对其燃烧特性进行了研究。BAMO/NMMO共聚物燃料热解能力强,能够使硼粒子扩散至主要反应区,在相同的硼含量下,BAMO/NMMO共聚物燃料优于常规丁羟(HTPB)燃料。尽管它有很高并且正值的生成热,但其比冲却比丁羟的低,在所研究的这类推进剂中发现有六方晶体氮化硼(BN)生成。指出了生成BN的有利条件。BN对高当量比时发动机的理论性能有极大的影响。推进剂燃速与压力紧密相关,而与硼含量成非单调性关系。用“能汇”假说解释了这一现象,精细金属热电偶的测试结果为这一假说提供了证据。     

固冲发动机连管试验数据处理方法研究

针对固冲发动机连管试验,研究了柔性管路垂直进气推力的计算方法,进一步推导了由试验数据换算至规定状态下发动机性能参数的换算关系,并开展了两种不同富燃料推进剂的固冲发动机点火试验验证和数据处理,得到了较为合理的试验评定结果,为筛选出较优推进剂配方提供依据。     

氟化物对Mg/NaNO3富燃料推进剂燃烧性能的影响

为改善推进剂的燃烧、点火性能,降低燃烧过程中的团聚,应用不同的实验处理方法将不同的氟化物添加入Mg/NaN03富燃料推进剂体系中,在燃烧室内氮气加压下点燃推进剂,收集固体燃烧产物,研究了氟化物对于体系燃烧特性的影响;SEM电镜分析了MglNaN03体系燃烧产物团聚的情况;对比了添加氟化物后体系燃烧产物的颗粒度;分析了不同氟化物的不同影响机理。结果表明,体系外加5%氟化物后,不同程度地降低了体系的燃速,改变了燃烧产物颗粒度分布,氟化镁的生成有利于降低产物的团聚程度。