高氯酸铵(AP)粒度对端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂燃烧特性的影响

本文研究了含铝粉的 HTPB 推进剂中 AP 粒度对推进剂燃烧速度和燃速压力指数的影响。结果表明:AP 粒度越小,推进剂燃烧速度就越高、燃速压力指数亦随之增加,并给出了相应的经验公式。本文应用 Summerfield 粒状扩散火焰模型对 AP 粒度与 HTPB 推进剂燃烧特性的关系进行了讨论。     

低铝含量NEPE推进剂燃烧性能研究

研究了铝粉含量为8％的NEPE推进剂。采用配浆浇铸法制备推进剂，并用恒压静态燃速仪测试了推进剂的燃烧性能。考察了NG／DEGDN的比例、AP粒度、HMX粒度对燃速及燃速压力指数的影响。发现增大NG／DEGDN的比例、减小AP粒径或增加细粒度AP含量，将提高NEPE推进剂的燃烧速度，压力指数升高；而HMX粒度降低，NEPE推进剂燃速降低，压力指数降低；不同来源的PbCO3对NEPE推进剂燃烧性能影响很大。     

AP和铝粉对AP-CMDB推进剂燃烧性能的影响

通过测定推进剂不同压强下的燃速和压强指数,研究了高氯酸铵(AP)和铝粉的粒度及含量对AP-CMDB推进剂燃烧性能的影响.结果表明,减小AP粒度和增大铝粉粒度均能有效提高AP-CDMB推进剂的燃速,推进剂在10～20 MPa压强范围内的燃速压强指数随AP和铝粉粒度的减小而明显增大;铝粉的质量分数低于14%时,调节不同比例的AP和铝粉含量对AP-CMDB推进剂的燃烧性能影响不明显,铝粉的质量分数高于14%时,由于铝粉燃烧不完全导致推进剂的燃速降低.     

桥塞投放工具用低残渣低燃速复合推进剂

为改进我国第一代桥塞投放工具用复合推进剂燃烧残渣率大和燃速高的缺点,以KNO3/AP/HTPB体系为基础设计了一种桥塞投放工具用复合推进剂.研究了不同种类降速剂、AP粒度以及催化剂对该推进剂的燃速、残渣率以及燃烧稳定性的影响.结果表明,降速剂草酸铵对复合推进剂有较好的降低燃速和残渣率的作用,AP粒径的增加有利于降低推进剂的燃速,加入催化剂可改善此推进剂燃烧稳定性.此复合推进剂经数百次油井桥塞座封施工证实,具有低残留、低燃速的优点,其综合性能显著优于国内第一代产品,达到国外先进水平.     

无铝低燃速NEPE推进剂的燃烧性能

采用水下声发射法测定了无铝低燃速NEPE推进剂的燃速,研究了增塑剂种类、高氯酸铵(AP)与奥克托今(HMX)含量、AP粒度级配以及降速剂对无铝NEPE推进剂燃烧性能的影响。结果表明,通过选择合适的增塑剂、调整AP/HMX的相对含量、AP粒度级配以及采用有效的降速剂可使推进剂基础配方在3.5MPa下静态燃速达到4.0~5.5mm/s,2~5MPa下静态压强指数可降至0.30以下;NEPE推进剂燃烧时,NO2的生成速度越慢或NO2的含量越低,则推进剂的燃速越小,反之则越高。     

高氯酸铵对改性双基推进剂燃速的影响

本文概述了含高氯酸铵(AP)改性双基推进剂的燃烧特点,并得出 AP粒度和含量对燃速影响的回归方程。由此方程可预估含 AP 推进剂的燃速,也可根据燃速来选择 AP 的粒度和含量及碱式亚铬酸铜(C·C)的含量     

高氯酸铵对改性双基推进剂燃速的影响

本文概述了含高氯酸铵(AP)改性双基推进剂的燃烧特点,并得出 AP粒度和含量对燃速影响的回归方程。由此方程可预估含 AP 推进剂的燃速,也可根据燃速来选择 AP 的粒度和含量及碱式亚铬酸铜(C·C)的含量     

含硼富燃推进剂压强指数的影响因素

为获得含硼推进剂压强指数的主要影响因素,采用捏合机混合物料,真空浇注、恒温固化的方法制备推进剂试样,靶线法测试推进剂(0.5～1.5MPa)燃速,用u=apn方程求得推进剂的压强指数.实验结果表明,HTPB含量、AP含量及粒度级配、催化剂含量对推进剂的压强指数均有不同程度的影响.HTPB含量减少、AP含量增加、AP重均直径减小、催化剂含量增加,均可提高推进剂的压强指数.     

组分对高能HTPB推进剂燃烧性能和力学性能的影响

通过调整氧化剂AP粒径与含量、键合剂及R值,研究了固体质量分数为90%的HTPB推进剂的燃烧性能和力学性能.结果表明,在HTPB推进剂能量性能得到提高的同时,推进剂的燃烧性能和力学性能也得到了较好的保证.高固体含量下HTPB推进剂的燃烧和力学性能随配方调节呈现出较为明显的规律.推进剂的燃烧性能稳定,燃速和压力指数可调,压力指数控制在0.30～0.40;分别测定了高温(60 ℃)、常温(20 ℃)和低温(-40 ℃)力学性能,高温、低温和常温下的拉伸强度一般均大于1.0 MPa,低温延伸率最高可达74.7%.     

CL-20含量及其粒度级配对NEPE推进剂燃烧性能的影响

采用静态与水下声发射法测试了CL-20含量及其粒度级配对NEPE推进剂燃速与压强指数的影响;采用DSC与TG-IR联用研究了CL-20对NEPE推进剂热分解行为的影响。结果表明,随着CL-20质量分数由42%增至50%,推进剂燃速与压强指数上升,燃烧效率提高,表明CL-20氧化能力高于GAP/硝酸酯含能黏合剂体系;随着CL-20/HMX、CL-20/Al质量比增高,推进剂燃速上升,燃烧效率上升;CL-20对推进剂燃速和压强指数的贡献高于HMX;随着CL-20/AP质量比增高,CL-20/AP混合体系分解产物氧化能力降低,燃烧反应速率降低,燃速降低;CL-20粒度级配对NEPE推进剂燃烧行为影响显著,当CL-20的粒径(d50)在5~50μm时,随着细粒度CL-20含量增高,推进剂燃速与燃速压强指数下降;当体系中存在超细粒度CL-20(d50=500nm)时,推进剂燃速与燃速压强指数随着超细粒度CL-20含量的增加而有所增加,4种粒度CL-20对NEPE推进剂燃速的贡献顺序为:粗粒度>中粒度>超细粒度>细粒度。     

低铝含量HTPB固体推进剂的燃烧特性

为研究低铝含量推进剂的燃烧特性，以铝粉质量分数5%的低铝含量HTPB推进剂为对象，以铝粉质量分数12%～18%的HTPB推进剂为参比，通过水下声发射、BSFΦ75及BSFΦ165标准试验发动机等测试方法研究了低铝含量推进剂的燃烧性能和能量性能。结果表明，同一固含量条件下，低铝含量推进剂燃速较高，压强指数没有明显变化；铝粉粒度越细，低铝含量推进剂燃速和燃速压强指数越大；经BSFΦ75发动机内弹道p(压力)—t(时间)曲线验证，8～10MPa内低铝含量推进剂燃烧稳定；经BSFΦ165发动机试车验证，7MPa下，低燃速低铝含量推进剂实际比冲2387N·s/kg,比冲效率达到97.3%,高燃速低铝含量推进剂实际比冲2465N·s/kg,比冲效率达到98.6%。低铝含量推进剂燃烧效率高，相近燃速下低铝含量推进剂与常规铝含量推进剂能量在同一水平。     

组分对高能HTPB推进剂燃烧性能和力学性能的影响

通过调整氧化剂AP粒径与含量、键合剂及R值，研究了固体质量分数为90％的HTPB推进剂的燃烧性能和力学性能。结果表明，在HTPB推进剂能量性能得到提高的同时，推进剂的燃烧性能和力学性能也得到了较好的保证。高固体含量下HTPB推进剂的燃烧和力学性能随配方调节呈现出较为明显的规律。推进剂的燃烧性能稳定，燃速和压力指数可调，压力指数控制在0．30～0．40；分别测定了高温（60℃）、常温（20℃）和低温（-40℃）力学性能，高温、低温和常温下的拉伸强度一般均大于1．0MPa，低温延伸率最高可达74．7％。     

金属氧化物对HNIW单元推进剂燃烧的催化研究

对六硝基六氮杂异伍兹烷 (HNIW)的催化燃烧进行了初步的实验探讨 ,实验结果表明 ,HNIW单元推进剂的燃烧速度是 HMX单元推进剂燃烧速度的 2倍左右 ,HNIW单元推进剂的燃烧速度随着压力的增加而直线增加 ,其燃速压力指数为 0 .846 ,通过加入金属氧化物可使 HNIW单元推进剂的燃烧速度发生变化 ,但对其燃速压力指数影响不大     

GAP高能低特征信号推进剂的燃烧性能调节

研究了硝胺种类、固体组分含量和粒度、增塑剂与GAP的增塑比及燃速催化剂对GAP高能低特征信号推进剂在11~19MPa下燃烧性能的影响。结果表明,当HMX取代推进剂样品中的RDX时,推进剂的燃速较高,压强指数从0.72降至0.63;在AP和HMX总质量分数为67.5%的条件下,随着AP质量分数由5%增至30%,推进剂燃速逐渐增大,压强指数由0.82降至0.45;减小AP粒度以及在配方中添加燃速催化剂或调节过渡金属化合物J1/J2的配比,可较大幅度地增加推进剂燃速和降低压强指数,其中,J1与J2总质量分数为3%,二者质量比为2∶1和1∶1时,推进剂的压强指数较小,分别为0.50和0.48;随着HMX粒度减小及增塑剂与GAP黏合剂的增塑比的降低,推进剂的燃速和压强指数降低。     

适应高压强的HTPB推进剂的燃烧性能

为改善高压强下HTPB推进剂的燃烧特性,研究了碳酸盐复合调节剂、二茂铁衍生物G、高氮化合物M、纳米铝粉和纳米金属氧化物对HTPB推进剂燃烧性能的影响.结果表明,碳酸盐复合调节剂能够降低推进剂的燃速和压强指数;二茂铁衍生物G能够提高推进剂的燃速,同时将推进剂在8.60～17.12MPa下的压强指数降至0.27;高氮化合物也可降低推进剂的燃速和压强指数;将高氮化合物M与二茂铁衍生物G配合使用可将推进剂在8.63～16.48MPa下的压强指数降至0.24; 纳米铝粉和包覆的纳米金属氧化物可明显降低推进剂的燃速压强指数.     

新型燃烧稳定剂对浇铸RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响

为选择理想的新型燃烧稳定剂,研究了WB、WC、ZrB2、ZrO2、SiC和BN对浇铸RDX-CMDB推进剂燃速和燃速压力指数的影响。结果表明,6种材料都能降低推进剂的燃速,但降低幅度各有差异;ZrB2、ZrO2和SiC对推进剂燃速的降低作用随其粒度的减小而增大;WB和WC在一定含量下可以降低推进剂18～20.5MPa下的燃速压力指数;只有BN使推进剂的燃烧平台效应消失。     

团聚硼对富燃料推进剂燃速的影响

通过调节黏合剂种类和团聚工艺,采用于法硼团聚工艺制取球形度良好、粒径为0．105～0．19mm的团聚硼粒子,并制得硼质量分数32％、热值约32MJ／kg、工艺性能良好的含硼富燃料推进剂;采用靶线法测试含硼富燃推进剂的燃速及压强指数,并测试不同AP粒度级配、镁铝合金粒径以及团聚硼粒径对富燃推进剂燃速的影响。结果表明,减小AP粒度及团聚硼粒径、增加超细AP含量和固体组分含量,可大大改善含硼富燃推进剂的燃烧性能。而镁铝合金粒径对推进剂的燃烧性能基本没有影响。     

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％。     

氧化剂粒度和含量变化对NEPE推进剂燃速和压力指数的影响

研究了氧化剂粒度和含量变化对ＮＥＰＥ推进剂燃速和压力指数的影响。实验结果表明ＮＥＰＥ的燃烧行为类似于ＡＰ－ＨＭＸ－ＣＭＤＢ推进剂。采用细粒度ＡＰ或进行粒度级配是改善ＮＥＰＥ燃烧性能，提高燃速，降低压力指数的重要措施。观察到ＨＭＸ粒度变化对ＮＥＰＥ的燃速无明显作用。在配方中增加ＡＰ含量，也可起到提高燃速的作用，并且随着压力的不断增高，燃速增加的效果越明显。     

含团聚硼粉富燃料推进剂一次燃烧模型的建立

为研究团聚硼粉对富燃料推进剂燃烧过程中能量释放和燃速特性的影响,结合实验分析建立了基于BDP模型的含团聚硼粉富燃料推进剂一次燃烧的物理和数学模型.该物理模型中,燃烧表面由团聚硼粉、AP和黏合剂的聚集区两部分组成,气相区形成了AP火焰和FF(终焰)聚集区,团聚硼粉中团聚剂参与了PF(初焰)和FF.在假设团聚硼粉为惰性物质基础上,建立了该推进剂的数学燃烧模型.通过AP/HTPB体系、团聚硼粉/AP/HTPB体系的简化与计算,推导出燃速公式中SAP/S的表达式.该模型充分考虑了团聚硼粉体积分数ζ1对推进剂燃面的影响,将硼粉的体积因素引入含硼富燃料推进剂的数学燃烧模型公式,该模型合理解释了这种推进剂的主要燃烧特性.