高能复合推进剂的燃速特性

已知高氯酸铵（ＡＰ）系复合推进剂的燃速特性受所用粘合剂的种类影响。对粘合剂聚酯多元醇（ＰＯ）、聚丙撑二醇（ＰＰＧ）、３－叠氮甲基３－甲基氧丁烷（ＡＭＭＯ）、端羟基聚丁二烯（ＨＴＰＢ）和聚硫化物进行了探讨。添加氧化铁时不论使用那种粘合剂燃速都增加。氧化铁对粘合剂成分有影响，确认了不同粘合剂成分随压力范围不同其反应速率决定阶段发生变化。叠氮化聚合物高能粘合剂不论有无氧化铁在测量压力范围内表示出扩散决定速率。这是因为燃烧表面附近的放热反应促进ＡＰ与粘合剂分解气体间的化学反应     

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。     

AMMO／AP推进剂的热分解

用ＤＴＡ、ＴＧＡ和ＤＳＣ研究了ＡＭＭＯ／ＡＰ推进的热分解．在分解动力学方面研究了加速老化（３７０天，３４７Ｋ）。ＡＭＭＯ／ＡＰ推进剂分解分两步，即ＡＭＭＯ粘合剂的分解为主和ＡＰ分解控制为主的区城，区域以推进和损失２０％为分界点．ＡＭＭＯ分解与ＡＰ的分解相互影响．ＡＭＭＯ分解产生的热加速了ＡＰ的分解。Ｆｅ２Ｏ３和ＣＦｅ都能活化ＡＭＭＯ／ＡＰ推进剂的热分解，ＣＦｅ主要加速ＡＭＭＯ的分解，Ｆｅ２Ｏ３催化了ＡＰ反应．３４７Ｋ下老化试验３７０天表明该推进剂是热安定的。     

BAMO推进剂燃速的提高

研究了加入ＨＭＸ或ＡＮ／ＨＭＸ的ＢＡＭＯ推进剂的热分解和燃烧特性。叠氮粘合剂起始分解产生的热加速了推进剂中ＨＭＸ和ＡＮ的热分解，高氯酸铵（ＡＰ）和含有炭黑的硬酯酸铅显著改变了含ＮＭＸ基的ＢＡＭＯ推进剂的热分解和燃烧特性。ＡＰ可以提高燃速并略微降低燃速压力指数。铅催化剂使推进剂产生高的燃速值和最低的压力指数。重铬酸铵也影响了含ＡＮ／ＨＭＸ的推进剂样品的热分解和燃烧性能的机理。重铬酸铵和铬醚铜的化合物对含ＡＮ／ＨＭＸ推进剂燃速增加很有效。推进剂中ＡＮ从冷凝相升华和蒸发，在气相以放热反应为主。含ＨＭＸ和ＡＮ／ＨＭＸ的ＢＡＭＯ推进剂在小型发动机测试中显示出无烟的燃烧特性。     

包覆高氯酸铵及其燃烧特性研究

对高氯酸铵（ＡＰ）颗粒表面进行包覆,采用溶解试验、ＤＳＣ等对包覆ＡＰ的性质进行了分析。对ＡＰ单元推进剂进行了燃烧性能测定,分析了包覆降低ＡＰ燃烧速度和压力指数的机理。将包覆后的ＡＰ应用于ＡＰ／ＨＴＰＢ复合固体推进剂中,降低了推进剂的高压燃烧速度和压力指数。     

GAP／AN推进剂的燃速特性

为降低固体火箭推进剂燃烧生成物中氯化氢（ＮＣＩ）的含量，推进以硝酸铵（ＡＮ）作氧化剂，以缩水甘油叠氮聚醚（ＧＡＰ）作粘合剂的推进剂早日达到实用水平，进行了改进燃达特性的研究。证明添加少量高氯酸铵（ＡＰ）可以增加燃速。ＡＰ与ＡＮ的质量比为ＡＰ／ＡＮ＝１．０时，在４ＭＰａ以上压力下，ＡＰ的扩散火焰决定燃４，压力指数在０．３７以下。在ＧＡＰ／ＡＮ／ＡＰ推进剂中添加氧化铁时，燃速及５ＭＰａ以下的压力指数增大．在高压方面压力指数下降。证明氧化铁有促进ＡＰ热分解的作用。     

硝铵／铝系复合推进剂的燃烧机理

研究了在硝酸铵（ＡＮ）系复合推进剂中添加高氯酸铵（ＡＰ）和铝时的燃烧特性．在ＡＮ系复合推进剂中添加ＡＰ时燃速增加，压力指数几乎不变．热分析结果显示，ＡＮ颗粒与ＡＰ颗粒分别独立分解．燃烧波的温度分布测量结果证明，由于添加ＡＰ，燃烧表面附近的气相温度梯度增大，从气相向燃烧表面的热流量增加．由于热流量的增加引起燃速增加．铝的燃烧效率随ＡＰ添加量的增加而增加，当ＡＰ添加量达４０％（ｗｔ）时燃烧效率急增．     

固体火箭推进剂超级燃速催化剂

ＮＡＮＯＣＡＴ超细氧化铁（ＳＦＩＯ）是目前所能得到的最小粒径的氧化铁。作为一种新型燃速催化剂，它在ＡＰ作为氯化剂的固体火箭推进剂中具有超级催化作用。它独特的粒径（０．００３μｍ，３ｕｍ，３０）具有极高的表面积（＞２５０ｍ／ｇ）和很小的容积密度（０．０５ｇ／ｍｌ），与相同浓度下的工业氧化铁相比，ＳＦＩＯ能提供较高的燃速和较低的压强指数。在同样的燃速下，ＳＦＩＯ需要的浓度较低，其压强指数更低。用ＳＦＩＯ取代普通的氧化铁可以使比冲得到有效提高；允许改变火箭发动机设计从而改善性能，这相当于使比冲得到更大程度的提高。     

PNTO在GAP推进剂燃烧中的催化特性

利用现代燃烧诊断技术对ＰＮＴＯ－ＧＡＰ推进剂中的ＰＮＴＯ的推进特性进行了探讨,认为ＰＮ－ＴＯ的催化机与普通铅盐明显不同。ＰＮＴＯ是燃烧反应中心,它加速了ＧＡＰ推进剂的燃烧,其作用部位在凝聚相。单独使用ＰＮＴＯ可使ＲＤＸ／ＧＡＰ／ＮＧ推进剂的燃速压力指数降低至０．５左右。     

对含细颗粒多孔高氯酸胺推进剂燃烧性能的研究

介绍了国外对含细颗粒多孔高氯酸胺（ＦＰＡＰ）推进剂燃烧性能的研究,并同含细颗粒高氯酸胺（ＦＡＰ）的推进剂作了比较,结果表明ＦＰＡＰ推进剂的燃速高于ＦＡＰ推进剂,且ＦＰＡＰ推进剂的燃速随着ＦＰＡＰ含量的增加而升高。最后,用多火焰燃烧理论分析探讨了ＦＰＡＰ推进剂燃速升高的原因所在,这对深入开展推进剂燃烧性能的研究起着十分重要的作用。     

AN/GAP 推进剂的特性

研究和论述了ＡＮ／ＧＡＰ类推进剂的一些主要特性，如化学稳定性、燃烧特性和起爆敏感性等。利用四种不同种类的纯的和相稳定的ＡＮ，使其与ＧＡＰ和硝酸酯为增塑剂制成推进剂，对它们的稳定性和燃烧特性等方面的特性进行了比较，从中发现在推进剂的燃烧特性和稳定性方面ＡＮ／ＧＡＰ推进剂表现出令人满意结果，使纯的ＡＮ在熔化的新型的氧化钼／氧化钒催化剂表面上分裂为原子，使其燃烧性能比冲得到改进。     

活性添加剂对双基推进剂燃烧催化作用的影响

加入活性添加剂可明显改进推进剂的某些性质，以满足推进剂的多用途发展需要。硝酸钾是推进剂、灭火剂的常用组分。对双基推进剂的燃烧研究表明，硝酸钾的存在使推进剂的燃烧催化作用降低。硝酸钾含量越高，催化剂作用越弱。硝胺（RDX、HMX）对推进剂的能量性质和催化作用都有积极作用。由催化剂作用原理分析，在双基推进剂燃烧表面上空有一个自由碳微粒组成的空间，这种碳粒形成一个雾状“骨架”，而催化剂的粒子由凝聚相排出后，会被该骨架截留，在该空间内充分发挥其对气相筢应的催化作用。加入硝铵后，由于RDX、HMX本身均是负氧平衡，可以促进凝聚相表面形成碳骨架。硝酸钾作为正氧平衡的添加剂，可使凝聚相表面上的碳骨架减弱，甚至消失，催化剂失去了能停留在表面上空的载体。因此活性添加剂的氧平衡性质不同，其对双基推进剂燃烧的催化作用不同。     

高压下氟烃／硼／AP推进剂的燃烧特性

研究了氟烃／硼／ＡＰ推进剂的热分解和燃烧性能，氟碳粘结剂（ＦＢＤＲ）被ＡＰ的分解产物氧化，在缓慢热分解时它的分解温度范围低于１５０℃。硼粒子在５５０℃下既不与ＦＢＤＲ反应，也不与ＡＰ反应。在小型发动机试验中，硼粒子甚至在低的特征排气速度下也能在３０～８０ＭＰａ压力下和短时间内（１ｍｓ）完全燃烧。需要最小的自内容积以完成在燃烧室中的燃烧反应。在小于１１０ｃｍ的特征燃烧室长度的情况下，特征排气速度显著减小。该类硼化推进剂在－３０～６０℃之间表现出低的温度感度。     

BAMO 共聚物的热分解

研究了ＢＡＭＯ与惰性组分ＴＨＦ、含能组分ＡＭＭＯ、硝酸酯ＮＭＭＯ等共聚后对它们的热分解的影响。Ｂ／Ｎ（７／３）分解时ＢＡＭＯ与ＮＭＭＯ各自独立地进行分解，由ＮＭＭＯ单元分解产生的热加速了ＢＡＭＯ单元的分解。在Ｂ／Ｔ（７／３）和Ｂ／Ａ（７／３）中ＴＨＦ和ＡＭＭＯ对ＢＡＭＯ的分解没有影响。在ＤＳＣ图中除了Ｂ／Ｎ（７／３）有两个放热峰外，Ｂ／Ａ（７／３）和Ｂ／Ｔ（７／３）只有一个放热峰，两个峰中的低温峰是ＮＭＭＯ单元分解产生的，另一个峰是由ＢＡＭＯ分解产生的。Ｂ／Ａ（７／３）的分解速度与ＢＡＭＯ的分解速度相同，这表明ＡＭＭＯ的活性与ＢＡＭＯ的活性相同。含７５％ＨＭＸ和２５％共聚粘合剂的推进剂中，Ｂ／Ａ（７／３）／ＨＭＸ的燃速比Ｂ／Ｎ（７／３）／ＨＭＸ的快，这是因为虽然在ＤＳＣ中Ｂ／Ａ（７／３）的分解热比Ｂ／Ｎ（７／３）的小，但Ｂ／Ａ（７／３）／ＨＭＸ的分解热却比Ｂ／Ｎ（７／３）／ＨＭＸ的大。由于分解反应主要发生在推进剂的凝聚相，因此凝聚相在推进剂的燃烧过程中起主导作用。     

二茂铁衍生物／极细高氯酸铵系高燃速复合推进剂研究（2）

液体二茂铁衍生物系高燃速催化剂，具有良好的催化效果和热稳定性。以２，２－双乙基二茂铁丙烷（ＢＥＦＰ）与利用气流粉碎机制造的极细高氯铵（ＶＦＡＰ）为基础试制了高燃速高能推进剂。采用这种ＶＦＡＰ的推进剂，在燃烧压力为５ＭＰａ时燃速可达２０ｍｍ／ｓ，但压力指数升高。而采用ＶＦＡＰ与ＢＥＦＰ组合时，燃速可提高到４０ｍｍ／ｓ以上，且压力指数可降低到实用值。分析了ＶＥＡＰ的结晶及热分解特性，与平均粒度为０．１μｍ的超细铝粉（ＵＦＡｌ）和银丝组合，试制出可以直接浇注的燃速为１５０ｍｍ／ｓ以上的高燃速高能推进剂。     

二茂铁衍生物／极细高氯酸铵系高燃速复合推进剂的研究（1）

利用液体二茂铁衍生物燃速催化剂、极细（１．５μｍ）高氯酸铵、超细（０．１μｍ）铝粉和银丝等组合物，探讨提高端羟基聚丁二烯（ＨＴＰＢ）复合推进剂燃速的可能性，并研究了各组份及其组合物提高燃速的效果。试制了２，２－双乙基二茂铁丙烷（ＢＥＦＰ）和二－正下基二茂铁（ｄｉ－ｎＢＦ），并与其它试剂──二茂铁和固体氧化铁催化剂的催化效果和催化机理进行了比较。二茂铁衍生物与氧化铁催化剂都使高氯酸铵（ＡＰ）的高温分解温度向低温方向移动，但该效应与压力无关。另外，二茂铁衍生物催化剂不仅能提高燃速，而且有降低推进剂压力指数的效果，可能具有与氧化铁不同的催化作用。     

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。     

BAMO／NMMO系叠氮化聚合物推进剂的感度特性

以奥克托金（ＨＭＸ）、高氟酸铵（ＡＰ）、硝酸铵（ＡＮ）作为ＢＡＭＯ／ＮＭＭＯ系复合推进剂的氧化剂制成试样，评价了其燃速特性和感度特性。为探讨感度特性，进行了落锤感度试验，摩擦感度试验，间接冲击试验，枪击感度试验，静电火花感度试验和５．５６ｍｍ枪击态度试验。证明ＡＰ系推进剂为平台燃烧，为改善燃烧特性有两种催化剂有效，即铅盐与炭黑或铬酸铜与铁盐。在感度特性方面，ＡＰ系推进剂的摩擦感度和ＨＭＸ系推进剂的冲击感度最高，而ＡＮ系推进剂的所有感度都较低，更换添加剂和氧化剂对冲击感度大体没有影响，而有机铁系催化剂对枪击感度或静电火花感度有恶劣影响。热分析结果证明，在感度试验中热分解反应起着重要作用。     

硝酸铵／铝／高氯酸铵系复合推进剂的点火特性

采用在端羟基聚丁二烯（ＨＴＰＢ）２０％（质量比）中加入铝粉２０％（质量比），再加入氧化剂ＡＮ（硝酸铵）／ＡＰ（高氯酸铵）合计６０％（质量比）的推进剂，取得了在ＡＮ中加入ＡＰ时的燃速特性和点火特性。在燃烧压力为１ＭＰａ时，ＡＮ系复合推进剂的燃速为１．２ｍｍ／ｓ，ＡＰ系复合推进剂的燃速为４．０ｍｍ／ｓ。在压力１ＭＰａ、照射能量６００Ｗ的条件下，ＡＮ系复合推进剂的点火滞后时间约为４６０ｍｓ，ＡＰ系复合推进剂的点火滞后时间仅为７．５ｍｓ。ＡＮ系复合推进剂点火滞后时间长的主要原因是化学点火滞后时间长。在ＡＮ系复合推进剂中混入ＡＰ时，燃速同样增加，点火滞后时间随着燃速的增加而减少。