含纳米金属粉高能推进剂热分解性能和燃烧火焰结构分析

对分别含有纳米铝粉、纳米镍粉的高能推进剂热分解性能和燃烧火焰结构进行了研究。结果发现,纳米铝粉、纳米镍粉随着温度的升高逐步改善推进剂的分解特性,纳米铝粉、纳米镍粉在推进剂中倾向于单个粒子燃烧,释放出热量改善高能推进剂燃烧效率。     

高能推进剂燃烧转爆轰实验研究

建立了高能推进剂燃烧转爆轰（ＤＤＴ）实验系统，对装填密度为８３．５％ＴＭＤ多孔床ＤＤＴ过程的宏观参数进行了测量，得到了其速度增长规律，特定位置的压力、诱导爆轰距离等特征值。实验还发现，ＤＤＴ流场存在一不发光区域，该区将ＤＤＴ流场分隔为爆燃区和冲击转爆轰（ＳＤＴ）区，分析了该条件下的ＤＤＴ机理。     

高能推进剂燃烧转爆轰的实验和数值研究

为研究高能固体推进剂的安全性能,进行了燃烧转爆轰的实验。同时,用两相流模型进行数值模拟。结果明显,数值模拟和实验测得的火焰阵面传播曲线有较好的一致性。这种实验和数值的配合研究加深了对其燃烧转爆轰机理的认识。     

高能固体推进剂的研究进展

高能化始终是固体推进剂的研究热点。综述了国外固体推进剂高能化研究过程中在氧化剂、含能粘合剂、含能增塑剂和燃料添加剂方面的主要研究成果。结合国外发展现状,提出了高能固体推进剂技术未来发展的主要方向及重点。     

高能固体推进剂研究进展

综述了高能固体推进剂的研究进展,提出了新型含能粘合剂、高能量密度材料、含能增塑剂以及新型燃料添加剂的研究应用是提高固体推进剂能量水平的最重要的技术途径。     

高能复合推进剂的热分解特性

探讨了不同粘合剂成分对高氯酸铵（ＡＰ）系复合推进剂热分解特性的影响。实验结果证明，ＡＰ系复合推进剂的热分解特性取决于粘合剂成分本身的热分解特性，而压力对热分解的影响较小。添加氧化铁可以促进ＡＰ的热分解和粘合剂的热分解，从而可以促进推进剂的热分解。     

高能复合推进剂的燃烧机理——高能粘合剂的效果

研究证明，ＡＰ系复合推进剂的粘合剂中能量越高燃速也越高。在本试验压力范围内供试验用的推进剂出现燃烧中断，当粘合剂中ＡＭＭＯ含量为８０％以上时，在４ＭＰａ压力下燃烧中断，并有推进剂的绝热火焰温度越高燃速越高的趋势。推进剂的燃烧热显示，在粘合剂中ＡＭ－ＭＯ含量在８０％以下时，ＡＭＭＯ含量越多燃烧热越高，而燃烧热越高绝热火焰温度也越高。推进剂的燃烧热越高燃速也越高。已知叠氮化聚合物单体燃速的速率决定阶段是凝缩相反应，本研究证明，在ＡＰ系复合推进剂中从气相到燃烧表面的热流束影响推进剂燃速的速率决定阶段。     

高能复合推进剂的温度感度特性

高氯酸铵（ＡＰ）系复合推进剂具有在不含氧化铁时随粘合剂种类的不同在低温下出现不稳定燃烧，添加氧化铁时即便在低温下也可稳定燃烧的燃速温度感度特性。如ＡＰ／ＡＭＭＯ和ＡＰ／ＰＰＧ在燃烧表面形成熔解层的推进剂燃速的温度感度特性很高，添加氧化铁时温度感度有下降的趋势。不含氧化铁时燃速的温度感度随压力的上升而增加，而添加氧化铁的推进剂对压力的依赖性变小。分析气相反应与凝缩相反应的温度感度特性的结果证明，ＡＰ系复合推进剂不论有无氧化铁，在低温领域燃烧表面附近的凝缩相反应决定速率。但是粘合剂成分对燃烧表面附近气相反应的温度感度影响也很大，而且对燃速的温度感度也有影响。     

纳米镍粉在高能推进剂中的应用研究

文中合成了含纳米镍粉的聚醚聚氨酯体系高能固体推进剂,并应用扫描电镜对复合固体推进剂中所含纳米镍粉进行表征,考察了纳米镍粉对高能推进剂燃烧性能的影响,应用差示扫描量热实验初步研究了纳米镍粉对高能推进剂燃烧性能影响的机理.研究结果表明纳米镍粉能有效调节高能推进剂燃烧性能,虽然纳米镍粉能有效调节高能推进剂燃烧性能,但纳米镍粉的混入分散工艺要改进,避免团聚产生.     

新一代高能固体推进剂的能量特性计算研究

在分析硝酸酯乙基硝胺(NENA)、六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、呋咱类化合物、唑类富氮化合物、贮氢合金五种含能材料的特点和性能的基础上,用电算法对由常规(或含能)黏合剂/含能增塑剂/高能氧化剂/金属燃烧剂组合的一系列配方的能量特性进行了计算,探索了新型高能固体推进剂的途径和思路,并就这些途径给推进剂能量性能带来的影响进行了讨论,提供了新型高能推进剂的八条技术途径.     

某型高能推进剂的爆炸当量

根据10kg量级的TNT,25kg和50kg量级的某型高能推进剂的空中爆炸试验数据,利用曲线拟合的方法,得出了TNT和高能推进剂空中爆炸的压力表达式,计算出不同对比距离处高能推进剂的TNT当量比,得出高能推进剂的TNT当量比平均值为1.25.     

NEPE高能推进剂爆炸计算研究

为评估NEPE高能推进剂(硝酸酯增塑的聚醚高能推进剂)的安全性能,进行了NEPE高能推进剂和TNT炸药爆炸试验.在试验的基础上,拟合出超压公式,在超压公式基础上计算出NEPE高能推进剂的TNT当量值,对比距离在2.3～33m/kg1/3时,TNT当量值在1～1.52之间.根据玻璃破坏冲击波超压值,计算出10kg高能推进剂爆炸对43m以外建筑无损害.     

TATB表面包覆高能硝胺发射药的性能研究

为了改善高能硝胺发射药的燃烧性能,且不降低其总能量,将低能炸药TATB加入硝胺药中作为包覆剂对高能硝胺发射药进行包覆处理;通过爆热、密闭爆发器和12．7mm机枪内弹道试验,研究了包覆发射药的能量性能、静态燃烧性能和内弹道性能;结果表明：包覆样品CF-1能量与高能硝胺药相当,且表现出较强的燃烧渐增性,对比高能硝胺药,包覆样品CF-1弹丸初速提高了5％,且具有低温度系数效果。     

高能硝胺发射药流变性能研究

为了提高高能硝胺发射药工艺稳定性并为成型模具设计提供依据,利用毛细管流变仪研究了溶剂比、温度、硝化棉含氮量对硝胺发射药胶化物料流变性能的影响规律。通过对数据进行线性回归分析,得到了物料的非牛顿性指数n、粘流活化能△E_η。实验结果表明:物料流变性能呈现典型假塑性流体特征,随着剪切速率的增大,n值减小非牛顿性增强;表观粘度随着溶剂比增大、温度升高或含氮量的降低而降低。     

基于能量耗散率的NEPE推进剂疲劳损伤分析

为研究NEPE推进剂在应变加载条件下的疲劳损伤演化,基于循环加载过程中的推进剂耗散能变化,利用能量耗散变化比对推进剂疲劳过程进行分析。通过4个应变幅值进行了单轴拉伸疲劳试验,得到不同应变幅值下NEPE推进剂疲劳寿命,并得到在不同加载周次下的耗散能。结果表明,这种能量法能够以直观的方式解释疲劳损伤过程中损伤的累计,在对数坐标下耗散能变化比的稳定值与疲劳寿命呈明显的线性关系,稳定值随初始加载应变幅值的增大而增加。当加载应变增大时,材料稳定段相邻加载间损伤累计越快,疲劳寿命相对减小,也解释了2次循环加载间损伤发展的原理。     

新型螺压高能改性双基推进剂研究

介绍了一种以螺旋压伸成型工艺制造的新型五组元(NC-NG-DNTF-HMX-Al)高能改性双基推进剂及其主要性能,重点讨论了推进剂研制的关键技术。研究结果表明:3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱(DNTF)以及球形铝粉、奥克托今(HMX)的成功应用使得改性双基推进剂的能量性能获得大幅度改善;含能安定剂N-甲基对硝基苯胺(PNMA)的应用研究使推进剂不仅获得了优良的化学安定性,更进一步提高了推进剂的能量;含能催化剂的研究既保证推进剂具有良好的燃速特性,又对提高推进剂能量做出了更进一步的贡献。研制成功的新型高能改性双基推进剂综合性能优良,推广应用前景良好。     

固体推进剂易损性试验研究

固体推进剂易损性评价方法研究是保证高能推进剂安全使用的前提和基础.根据美军标MIL-STD-2105C《非核弹药的危险性评估试验》建立的7种易损性试验方法,对典型固体推进剂进行易损性试验,得到典型固体推进剂在不同刺激下响应特性.结果表明:推进剂对于刺激源具有选择性,相同配方推进剂在不同刺激源下响应特性不同.     

含八硝基立方烷（ONC）推进剂的能量特性计算研究

利用国军标方法GJB/Z84-96及CAD系统软件,在标准条件(pc/po=70∶1)下,计算了含八硝基立方烷(ONC)的各类推进剂的能量特性。发现用ONC取代丁羟复合固体推进剂中的高氯酸铵(AP),比冲可提高125N.s.kg-1,NC/NG/ONC组成的无烟改性双基推进剂比冲可达2545N.s.kg-1,由GAP/ONC/RDX组成的无烟推进剂,在很宽的范围内都可以得到2600N.s.kg-1以上的理论比冲值。     

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。