低燃速低燃温双基推进剂燃烧性能的调节

为调节低燃速燃温双基推进剂的燃烧性能(燃速及压强指数)，探索铅、铜盐和碳黑等燃烧催化剂在该类推进剂中的催化效果，从理论燃温在900～1700K的低燃速双基推进剂中选出4种作为基础配方，分别加入不同种类的铅盐、铜盐及碳黑等燃烧催化剂，改变催化剂的加入量及搭配关系，进行了一系列试验研究。同时还研究了辅助增塑剂对推进剂燃烧性能的影响。结果表明，常规的铅、铜盐和碳黑等催化剂在低燃速低燃温推进剂中仍能发挥催化作用，作用效果与催化剂的品种及加入量相关，特别是使用复合催化剂时，对燃烧性能的调节更为有效。不同品种的辅助增塑剂对燃烧性能也有影响。     

一种非铅催化硝胺改性双基低燃速低燃温推进剂

为降低双基低燃速低燃温推进剂的燃速、燃温,将含能添加剂PQ加入含HMX的CMDB推进剂中。研究了含能添加剂PQ与HMX复配后部分取代配方中的NC和NG对燃速、燃温的影响,并采用常规的Pb—Cu盐复合催化剂和非铅催化剂体系对该配方体系的燃烧性能进行了调节。结果表明,加入适量的复合含能添加剂能有效降低推进剂的燃速和燃温,可使推进剂理论燃温低于1200K,燃速低于2．5mm／s（10MPa,20℃）;与常规Pb—Cu盐催化剂相比,非铅催化剂的催化效率更高,配方的燃烧性能更好,压强指数可低至0．16（3～7MPa）,获得平台燃烧。含能添加剂PQ降低燃速、燃温的原因是加入PQ后,推进剂的能量水平下降以及PQ在分解时的熔化吸热降低了化学反应速率。     

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。     

平台双基推进剂铅-铜-炭催化燃速模型

讨论了平台双基推进剂中铅／铜盐以及炭黑所起的作用。提出了催化条件下燃烧初斯产物的解模型，推导出平台推进剂的超速、平台和麦撒各个阶段的燃速公式。计算结果表明，用同一公式计算ＳＱ－５基础配方含不同配比复合催化剂时的燃速，其平均误差小于１０％。     

高能低燃速NEPE推进剂的研究

采用调节 NEPE推进剂的配方组分、添加降速剂等手段进行了一系列降低燃速的研究。研究结果表明 ,增大 AP粒径、降低 NG/DEGDN的比例、适当降低 AP含量、添加少量降速剂 ,可达到降低燃速的目的。通过对 NEPE推进剂配方组分的调节 ,在没有添加降速剂时 ,其 4.0 MPa下燃速可达到 4.7mm/ s,并且实测标准比冲可达到 2 2 39.3N·s/ kg。     

复合催化剂对Al-HMX—CMDB推进剂燃烧性能影响的研究

讨论了用锡酸铅、铜盐和CB复合的催化剂对Al-HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。复合催化剂使该推进剂在10～22 MPa下,n<0.3、燃速可在27～35 mm/s之间调节。该推进剂产生的超速和平台效应,主要是在燃烧过程中C、SnO_2是活性组分Pb、PbO(或CuO)的载体,增强了Pb、PbO(或CuO)的催化性能,使该催化剂有良好的催化活性。     

纳米催化剂对无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响

用均匀设计和多元回归分析方法研究了纳米含能有机铅盐n-ONPP、纳米有机铜盐n-PAC和炭黑复配对无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响,并建立了多元回归数学分析模型.结果表明,n-ONPP和n-PAC复配或n-ONPP和炭黑的复配,对提高无烟改性双基推进剂2～6MPa的燃速效果显著,而对提高该推进剂在6～22MPa的燃速效果不明显.但一定量且比例适当的n-ONPP、n-PAC和炭黑复配,能显著提高无烟改性双基推进剂在中低压下的燃速,且在中高压段使推进剂出现平台燃烧,但平台燃烧的压强范围随着催化剂比例的不同而不同.理论分析表明,在2～4MPa,对无烟改性双基推进剂燃速起决定作用的是n-PAC和炭黑;n-ONPP、n-PAC和炭黑三者之间的相互作用对燃速也有一定的作用.在6MPa以上,n-ONPP和n-PAC对燃速起决定作用,炭黑起辅助作用.     

低燃速低燃温双基推进剂的催化燃烧

研究了含普通铅、铜盐催化剂的低燃速、低燃温双基推进剂的燃烧性能、热分解性能及熄火表面形貌特征和元素分布。观察到如下试验现象：(1)熄火试样表面元素分布不均匀,C元素和催化剂在熄火表面均有不同程度的积累;(2)含催化剂的试样燃烧熄火表面有大小不等的球体出现,催化剂不同,形成的球体直径分布不同,球体成分以Pb为主,兼有少量其它元素,各球体相互连接形成链状、短枝状;(3)含和不含催化剂的配方未燃表面无球体出现。结果表明,适用于普通双基推进剂的铅、铜盐催化剂在低燃速低燃温双基推进剂中同样具有催化作用,对热分解性能也有重要影响。     

复合催化剂对A1—HMX—CMDB推进剂燃烧性能影响的研究

讨论了用锡酸铅、铜盐和CB复合的催化剂对Al-HMX-CMDB推进剂燃烧性能的影响。复合催化剂使该推进剂在10～22 MPa下,n<0.3、燃速可在27～35 mm/s之间调节。该推进剂产生的超速和平台效应,主要是在燃烧过程中C、SnO_2是活性组分Pb、PbO(或CuO)的载体,增强了Pb、PbO(或CuO)的催化性能,使该催化剂有良好的催化活性。     

纳米级氧化铅对双基推进剂燃烧性能影响的研究

对纳米级PbO在双基推进剂中的应用进行了研究，结果表明，与普通PbO相比，纳米级PbO的催化作用区间向较低压力范围移动，且在4－10MPa内压力指数从普通PbO的0．42降至0．33，若与铜盐复配后压力指数则进一步降至0．1左右。炭黑同样可以提高含纳米级PbO推进剂的燃速。     

铜铬类催化剂对HTPE低易损推进剂燃烧性能的影响

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了铜铬类燃速催化剂(亚铬酸铜CC01和铜铬复合氧化物CC02)对端羟基聚醚(HTPE)低易损推进剂中的高氯酸铵(AP)、改性硝酸铵(AN)、HTPE黏合剂体系热分解性能的影响。结果表明,加入少量的CC01和CC02均使AP高温分解峰温明显降低了16和29.7℃,AP高温分解活化能依次降低了16.65和22.59kJ/mol,均可提高AP的高温分解反应速率。CC01和CC02均使AN的热分解峰向低温方向依次前移了52.3和53.6℃,均降低了AN的分解活化能,使AN的热分解反应速率提高了3~4倍。CC01和CC02对HTPE黏合剂体系的热分解影响较小。在AP/AN/Al/HTPE低易损推进剂中,分别添加质量分数0.5%的CC01和CC02可显著提高HTPE低易损推进剂在3~15MPa下的燃速,可使推进剂在7MPa下的燃速分别提高34.1%和43.4%,但CC01和CC02对HTPE低易损推进剂在3~9MPa下的压强指数几乎无影响,而9~15MPa下的压强指数有所降低。     

纳米催化剂对双基系推进剂燃烧性能的影响

研究了10种不同纳米催化剂对双基或RDX—CMDB推进剂燃烧性能的影响,发现经表面处理的纳米复合物(n—TPCC)是一种非常有效的纳米催化剂,它使得双基推进剂在6～10MPa呈现麦撤燃烧特征,8～IOMPa的压力指数为-0．867;改进n—TPCC加入方法后,可显著提高n—TPCC在低压下的催化效率;在RDX—CMDB推进剂中,n—TPCC与碳黑复合后,其催化效率进一步提高,且使推进剂在12-22MPa出现了一个宽压力范围的平台区,燃速压力指数小于0．3。     

燃烧催化剂对含CL-20无烟NEPE推进剂燃烧性能的影响

采用靶线法测试了2~15MPa下含CL-20无烟NEPE推进剂的燃速,通过调节不同种类燃烧催化剂(铅盐、铜盐和炭黑)及其复配催化剂,研究了催化剂对含CL-20无烟NEPE推进剂燃烧性能的影响。分析了含CL-20和催化剂的无烟NEPE推进剂的催化作用机理。结果表明,随着CL-20含量的增加,推进剂的燃速明显增大,当CL-20质量分数为30%时,15 MPa下推进剂的燃速可提高68%。与单组分催化剂和多组分催化剂相比,复配后的双组分燃烧催化剂对推进剂燃速的催化效果最明显,含NTO-Pb/AD-Cu复配催化剂的推进剂在15MPa下的燃速增至25.66mm/s。φ-Pb/乙炔炭黑燃烧催化剂使推进剂在10~15MPa出现平台燃烧,燃速压强指数降至0.22,在2~15MPa下降至0.52。     

铝粉粒径对改性双基推进剂燃烧性能的影响

研究了3~10MPa、10~18MPa压力下,铝粉粒径对改性双基推进剂燃速和压强指数的影响。结果表明,随着铝粉粒度的增加,推进剂的燃速增加压强指数降低,3~10MPa下,压强指数从0.92降至0.51;在10~18MPa下,压强指数从0.74降至0.13。当铝粉粒度为24μm时,在10~18MPa含铝推进剂出现了平台燃烧。     

双基推进剂燃速温度敏感度的研究

降低推进剂的燃速温度敏感度对于改进发动机的性能有非常重要的实际意义。对双基推进剂引入催化剂（稀土类化合物）和降速剂（共聚甲醛）能够在提高或降低燃速、使压力指数下降或保持不变的同时，明显降低燃速温度感度系数及其对压力的依赖关系。这是推进剂凝聚相反应机制发生变化造成的。     

燃温对平台双基缓燃药燃烧性能的影响

研究了燃温对平台双基缓燃药燃烧特性的影响。在增塑剂总量不变的情况下，通过硝化甘油与非含能增塑剂比例的变化使缓燃药的燃温起变化。     

高效含能燃烧催化剂对双基推进剂燃烧性能的影响

研究了含能有机铅、铜盐即3-硝基-1,2,4-三唑-5酮(NTO)和4-硝基咪唑铅、铜盐及其复配体系对双基推进剂燃烧性能和燃烧残渣率的影响.结果表明,NTO和4-硝基咪唑铅、铜盐及其复配体系均可明显提高双基推进剂的燃速,降低推进剂的压强指数;NTO和4-硝基咪唑铅、铜盐与炭黑形成的铅/铜/炭燃烧催化剂复配体系使双基推进...     

硝胺改性双基推进剂燃速压力指数的数值模拟

提出了硝胺改性双基推进剂燃速压力指数的化学数学模型,给出了燃速压力指数公式。利用此公式,可由推进剂的组成直接计算不同压力下的燃速压力指数,其结果不但反映出压力指数的变化趋势,而且在数值上与实测值也十分一致。同时,从基本模型出发,讨论了影响推进剂燃速压力指数的化学结构因素。