丁羟复合推进剂的辐射点火

采用CO2激光点火装置,对丁羟复合推进剂的点火过程进行了实验研究,利用描述固体推进剂物化现象的一维传热模型对复合推进剂的辐射点火特性进行了理论分析。通过最小二乘法拟合实验数据得到了丁羟复合推进剂的点火准则。结果表明,丁羟复合推进剂的点火过程主要包括惰性加热及气相点火过程,惰性加热时间和点火延迟时间随热流密度的增大而减小,且随着热流密度的增大,热流密度的影响逐渐降低。固相传热数学模型能够比较准确地描述复合推进剂的辐射点火特性。     

固体推进剂点火研究述评

为探求有关固体推进剂点火的新技术,本文介绍一篇广泛综合了固体推进剂点火方面文献的最新评论。文章详细探讨了各种点火理论、实验测试手段和各种点火判据。为了便于读者对各种研究进行比较,采用了一目了然的表格形式概括所述内容。本文对点火过程中一些重要参数的作用也进行了讨论,文章最后还指出了一些主要的技术难点,并对今后的研究方向提出了建议。     

固体推进剂点火研究述评

为探求有关固体推进剂点火的新技术,本文介绍一篇广泛综合了固体推进剂点火方面文献的最新评论。文章详细探讨了各种点火理论、实验测试手段和各种点火判据。为了便于读者对各种研究进行比较,采用了一目了然的表格形式概括所述内容。本文对点火过程中一些重要参数的作用也进行了讨论,文章最后还指出了一些主要的技术难点,并对今后的研究方向提出了建议。     

复合固体推进剂中固体填料的安息角测试与仿真

复合固体推进剂含有固体颗粒较多,离散单元法是一种适合固体推进剂生产过程数值仿真的有效方法,颗粒物料的接触参数是保证离散单元法仿真精度的关键。本文以复合固体推进剂的主要组分铝粉和高氯酸铵固体颗粒为研究对象,通过实验测试获得了相关物料的安息角,利用专业离散元软件EDEM仿真模拟了安息角测试实验过程,建立了物料安息角与接触参数之间的联系。研究表明,滚动摩擦系数和滑动摩擦系数越大,安息角越大,物料流动性越差。对比仿真与实验结果,通过逆向反推法确定了物料的滑动摩擦系数和滚动摩擦系数两个关键接触参数。铝粉与高氯酸铵1∶2混合颗粒的滑动摩擦系数为0.2,滚动摩擦系数为0.05。为固体推进剂加工生产过程离散元数值仿真提供了关键基础数据。     

铝镁贫氧推进剂的点火性能

为研究镁铝富燃料固体推进剂组分对点火性能的影响,采用改进的靶线法燃速测试系统对多种含镁铝富燃料固体推进剂在常压和加压下进行了通电金属丝点火性能的对比实验。被测试推进剂的镁铝合金含量为20%～40%,或者同时含镁铝合金及硼,氧化剂含量为30%～53%。实验表明,在固定外界输入热源的情况下,推进剂的点火性能主要与氧化剂含量和粒度有关;金属的含量和种类也有一定的影响;催化剂对点火延迟时间影响很小;压强对此种点火方式几乎无影响。该点火延迟测试方法简单易行,并具有一定的可靠度,适于配方调试。     

硼颗粒在固冲环境中点火过程影响因素的数值模拟

采用修正的Williams 硼颗粒燃烧模型对固体推进剂燃烧环境条件下的硼颗粒点火进行了数值模拟,计算了环境温度、气相氧化剂种类和分压、颗粒初始半径及氧化层厚度对硼颗粒点火的影响.结果表明,环境温度升高可以缩短硼颗粒点火延迟时间和点火时间;环境中氧分压过大会延长点火延迟时间;水蒸气分压越大,点火时间越短;硼颗粒半径增大会导致氧化层厚度增大进而延长点火时间和点火延迟时间.     

固体推进剂螺旋压伸挤出过程流变模型建立

在对固体推进剂的螺旋压伸过程进行研究的基础上,探究了一种新型的固体推进剂流变模型的建立方法,即采用最小二乘法拟合基于毛细管流变仪测试所得数据,得到初步固体推进剂流变本构模型,利用Polyflow有限元仿真软件模拟毛细管流变仪测试过程,对流变本构模型参数进行修正,确定最终的推进剂流变本构模型.通过实验数据拟合与有限元模拟...     

小型固体火箭发动机尾部点火设计与实验

根据固体火箭发动机点火器设计经验,选用赛璐珞为点火器盒体材料、黑火药为点火药,并以点火压强作为发动机装药可靠点燃的判据。采用头部点火设计经验公式对端面一侧面燃烧、尾部点火的小型固体火箭发动机点火药量进行了初步估算。为获得点火器的点火压强、点火延迟时间等性能参数,设计、加工了模拟发动机尾部点火空间的试验容器,研究了电点火头、电点火管点火方案在不同条件下的试验情况。结果表明,虽然点火药量相同,但两种点火方案的点火压强、点火延迟时间、喷管堵片的打开方式却存在较大差异,基于发动机可靠性、维修性考虑,将电发火管点火方案作为优选方案,并通过发动机点火试验的成功考核。     

含裂纹固体推进剂试件抗拉强度的预估

为预估含中心穿透型裂纹固体推进剂试样的抗拉强度,修正了固有缺陷模型(IFM)和应力断裂准则模型,包括点应力准则(PSC)和平均应力准则(ASC),建立了不同模型的断裂强度方程。通过修正的双参数断裂判据建立了特征尺寸与极限断裂强度的关系,采用固体推进剂断裂试验对模型进行了验证。结果表明,该模型的预估结果与试验结果相近。IFM、PSC和ASC都可以用于预估含裂纹推进剂试样的抗拉强度。     

HTPB/AP复合推进剂装药直径对冲击波点火的影响

为研究HTPB／AP复合推进剂装药直径对冲击波点火的影响作用,用隔板实验测试了不同装药直径对冲击波点火临界燃烧厚度及峰值压力的影响。确定了最佳药柱直径,并对其点火可靠性及药柱受冲击波点火后密度变化进行测试。结果表明,药柱直径与临界燃烧隔板厚度及冲击波强度有着密切的关系。密度为1．563g／cm^3时,HTPB／AP复合推进剂的最佳冲击波点火推进剂装药直径为40mm,且冲击波点火可靠性良好,药柱受冲击波作用后,密度发生一定变化。     

影响固体火箭发动机初始压强峰的因素分析

针对某型号固体火箭发动机初始压强峰峰值超差的现象,分别对固体推进剂的能量特性、初始燃烧表面、发动机所用的点火具、测试系统以及发动机的装配过程等可能引起初始压强峰峰值超差的因素,进行了理论分析和实验验证。结果表明,发动机内筒涂层过厚,使得装配完的发动机的初始通气参量变大,同时发动机装配过程不合理,产生从推进剂药柱上刮下来的药屑,这些均导致初始压强峰超标。     

预估FH－94固体推进剂使用寿命置信下限的研究

通过提高温度，模拟贮存条件下的老化，获得伸长率变化速率与老化时间和温度的关系，以单向拉伸性能伸长率的下限值作为推进剂的寿命终点判据，在一定置信度下，预估了２０℃和２５℃下ＦＨ－９４固体推进剂的使用寿命置信下限。     

宽带CARS在诊断固体推进剂燃烧场中的应用

为了测量固体推进剂燃烧场温度和氮气组分的浓度,建立了10 Hz重复频率运转的宽带CARS实验系统.结果表明,氮气CARS谱测量温度的相对不确定度优于4%;在较低浓度范围内,测量组分浓度的相对不确定度优于5%.采用宽带CARS技术测量了常压和2 MPa背景压力下固体推进剂燃烧场,获得了较高信噪比的单次脉冲氮气CARS实验谱,用CARS理论计算软件拟合CARS实验谱给出了固体推进剂瞬态燃烧场温度和氮气浓度随高度的分布.     

固体推进剂热安全性研究进展

综述了近年来固体推进剂热安全性的研究进展,认为固体推进剂发生热爆炸主要是由于推进剂生热速率大于散热速率导致热量累积。影响推进剂热安全性的因素主要由其组成、形状和尺寸等内因,以及贮存环境、老化时间等外部因素构成。固体推进剂热安全性研究多采用分析仪器与实验相结合的方法,借助计算机模拟仿真研究将是今后固体推进剂性能研究的重点。     

一种高能固体推进剂定压燃烧温度的确定方法

根据推进剂爆热与燃烧温度的正相关性，提出高能固体推进剂实际定压燃烧温度的确定方法；阐述并明确了爆热末态产物为准稳态非绝对稳态(自由能最小)的事实；根据高温燃烧产物降温到298K确定了爆热末态燃烧产物，计算了推进剂理论定压爆热；测试不同样品质量的推进剂爆热，得到最大爆热值作为推进剂的实际定容爆热；通过测试定容爆热实验末状态的实际温度和压强，建立了定容爆热末状态燃气摩尔数的测试方法，获得了实际最大定压爆热。结果表明，根据爆热效率得到某高能推进剂在6.86MPa、10MPa、15MPa和20MPa下的实际能达到的最大定压燃烧温度分别为3598.02K、3636.40K、3675.54K和3702.82K,20MPa下的温度误差最大为252.28K,该值低于传统测温技术的误差。因此通过爆热间接确定高能固体推进剂的实际定压燃烧温度是合理的。     

推进剂及其组分的光学性质对点火特性的影响

通过实测的NEPE推进剂在多种热流密度下的点火延迟时间，借助于转化系数，计算获得假设忽略深度吸收的点火延迟时间，其相对误差随着热流密度的增加而显著增大，表明推进剂及其组分的光学性质对点火特性的影响是不能忽略的，且这种影响随着热流的增加而增大，因此，建立推进剂点火模型，在高热流辐射时，必须考虑深度吸收，极限吸收率和建立模型，消除其光学性质的影响提供了依据。     

固体推进剂老化性能研究进展

研究固体推进剂的老化性能,预测其安全储存寿命,对弹药安全储存具有重要意义。本文从固体推进剂的老化性能机理、影响因素、测试方法以及储存寿命预测等方面综述了近年来国内固体推进剂老化性能的研究进展,认为固体推进剂的老化失效主要是由黏合剂氧化交联所致,推进剂自身的组成、结构和力学性能是决定其老化性能的内因,而外部因素主要有环境温度、湿度等。研究手段多采用分析仪器与实验相结合的方法,以缩短实验周期,提高结果准确性。以计算机为载体的多尺度模拟研究将是今后固体推进剂性能研究的重点。     

智能弹药用新型电控固体推进剂的研究进展

针对当前固体火箭发动机无法重复启停、难以实现推力可控等需求,结合固体火箭和液体火箭的优点,国内外研究机构探究了一种具有重复点火与熄火、燃烧速度可调、输出能量可控的电控固体推进剂。系统介绍了新型电控固体推进剂领域的国内外研究现状,首先,总结了国内外各类电控固体推进剂(硝酸铵基、硝酸羟胺基、高氯酸锂基)的发展,以及在微推、炮弹点火器和固体发动机方面的应用情况;其次,概述了配方组分、电压、电流、外界环境温度和压强等因素对电控固体推进剂的燃速、点火延迟时间以及力学性能的影响;然后,分析了电控固体推进剂的启停机理,介绍了硝酸铵羟胺和高氯酸锂基电控固体推进剂的反应机理;最后,对电控固体推进剂的未来发展进行了展望,指出未来仍需重点研究的方向：加强电控固体推进剂制备工艺放大研究;设计新型电敏氧化剂,解决高压下无法可控燃烧的问题;开展大尺寸电控固体发动机试验研究;通过数值模拟进一步揭示电能与推进剂燃烧耦合效应。附参考文献62篇。     

固体火箭发动机的热安全性研究

采用带源项的热传导方程,对固体火箭发动机在外界热源作用下的加热过程进行了数值模拟,分析了固体发动机内推进剂在外界热源作用下的燃烧特点,并确定了发动机产生热危险性的临界温度和起始燃烧时间。研究结果表明,在热传导方程中加入化学反应源项,可以有效地模拟发动机在外界热源作用下的加热过程;推进剂产生热危险性的临界温度为520～525K;在外界火焰作用下,发动机内的推进剂将点火燃烧,随着外界火焰温度的上升,推进剂起始燃烧的延迟时间减少。     

硝胺单元推进剂的燃烧性能研究

测定了HMX、RDX和CL-20三种硝胺的热分解行为,对硝胺单元推进剂的能量进行了理论计算,并采用固体推进剂燃烧过程测定系统对硝胺单元推进剂的燃烧性能进行了测定,分析了硝胺单元推进剂的燃烧机理.测试结果表明,CL-20的热分解温度较低,其能量较高,燃烧速度约为mMX的2倍,压力指数与HMX、RDX的压力指数相当.