战术攻击导弹发动机用丁羟推进剂配方研究

本文介绍了一种燃速在２５～３０ｍｍ／ｓ之间可调，最低比冲２３５４Ｎ·ｓ／ｋｇ的丁羟高燃速推进剂配方。该配方具有较低的压强指数（ｎ＜０．４），良好的工艺性能（药浆放置５ｈ后，其５０＜７００Ｐａ·ｓ）和力学性能（常温σ＿ｍ＝１．０ＭＰａ，－４０℃ε＿ｍ＞３０％），故具有实用价值。     

丁羟推进剂的化学老化机理与改善老化性能的技术途径

以丁羟推进剂的化学老化机理了为基础，综述了改善丁羟推进剂的化学老化性能的三个主要途径，改善高氯酸铵（ＡＰ）的热稳定性，增强ＡＰ／ＨＴＰＢ间的界面粘结效应，提高ＨＴＰＢ的抗氧化能力。     

高燃速丁羟推进剂燃速可调节性研究

在一维气相稳态反应流模型的基础上,分析了催化剂对丁羟推进剂热分解的影响,采用归纳和假说相结合的方法建立了丁羟推进剂催化燃烧模型,定量研究了细粒度AP质量分数和催化剂质量分数对高燃速丁羟推进剂燃速及压力指数的影响.结果表明,在7～12 MPa实验务件下,不同细粒度AP质量分数下的燃速理论预示结果和不同质量分数催化剂下的燃速模拟计算结果都能与实验结果吻合较好,误差在7.0%以内,为配方研究人员提供了定量化调节燃速的预示方法.     

铝形貌对丁羟推进剂燃速特性的影响

基于丁羟四组元推进剂配方,考察了不同表面形貌的铝(Al)粉对端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂燃速特性的影响,通过扫描电镜(SEM)、激光粒度分布仪分别观察了两种粒度范围在5~10μm的Al粉表面形貌,采用水下声发射法测试了含不同Al粉的HTPB推进剂的燃速,并计算了燃速压强指数。结果表明,Al粉表面形貌可区分为表面附着铝斑粒和表面光滑两种,两种形貌都对HTPB推进剂的燃速特性具有一定的影响。低压段(3~5 MPa),Al粉表面附着铝斑粒时,HTPB推进剂的燃速增幅为1.33 mm·s~(-1),压强指数为0.36;Al粉表面光滑时,HTPB推进剂的燃速增幅为1.29 mm·s~(-1),压强指数为0.34。高压段(12~20 M Pa),Al粉表面附着铝斑粒时,HTPB推进剂的燃速增幅为4.47 mm·s~(-1),压强指数为0.67;Al粉表面光滑时,HTPB推进剂的燃速增幅为2.48 mm·s~(-1),压强指数为0.40。     

印度固体火箭推进剂的包覆技术及其发展

综述了印度在近几年里对双基、改性双基和复合推进剂的包覆剂所进行的研究以及包覆技术的发展,介绍了包覆材料的评价检测方法;结合印度当前对包覆层研究,展望了印度包覆技术的未来发展。     

丁羟推进剂多功能助剂的合成及性能

在多羟基、多胺基聚丁二烯(AEHTPB)基础上,通过羟基的氰乙基化反应,制备了一种多氰基、多胺基聚丁二烯(AEHTPB-CN).通过红外光谱、核磁共振氢谱对产物的结构进行表征,并对产物的黏度、玻璃化温度、羟值、胺值等理化性质进行了分析.考察了AEHTPB-CN对黏合剂基体力学性能的影响,并通过装药实验探究了AEHTPB-CN对丁羟推进剂力学性能及燃烧性能的影响.结果表明,AEHTPB-CN的加入可有效提高HTPB弹性体的拉伸强度,其原因是AEHTPB-CN分子中的氰基与氨基甲酸酯基团形成氢键,提高了弹性体的内聚能密度.装药实验结果表明AEHTPB-CN在丁羟三组元、丁羟四组元推进剂中均表现出良好的键合、降速效果.添加AEHTPB-CN后可使丁羟三组元推进剂常温环境下拉伸强度提升43.3％,伸长率提升91.3％,推进剂燃烧速度降低11.4％;可使丁羟四组元推进剂拉伸强度提升35.4％,伸长率提升62.0％,推进剂燃烧速度降低10.5％.     

固体火箭推进剂包覆层激光全息无损检测研究

采用激光全息无损检测技术对固体火箭推进剂包覆盖进行无损检测。采用一种新型光导热塑记录系统代替传统的全息银盐干版，它可在原位实时干显全息图，并使探伤过程摆脱了暗室操作的局限性，本文还针对固体火箭推进剂包覆层实时全息图的特点，实施了全息线干涉术对全息图的调制，并对全息图计算机预处理技术进行了讨论。在此基础上，设计装配了一套含干涉仪和控制台的半自动化专用系统。     

新型含能材料在丁羟复合推进剂中的应用进展

丁羟复合固体推进剂是以端羟基聚丁二烯(HTPB)为粘合剂的一类固体推进剂。在其成熟的技术体系上,根据目前存在的燃烧羽焰不清洁和燃烧效率较低的问题,介绍了新型含能材料在丁羟复合推进剂中的应用情况。为了实现燃烧羽焰的清洁性,可以使用六硝基六氮杂异伍兹烷(CL?20)、多氮化合物等高能化合物替代部分高氯酸铵(AP),而二硝酰胺铵(ADN)、硝仿肼(HNF)有希望完全替代丁羟推进剂中的AP;而为了提升铝(Al)粉的燃烧效率,可以使用三氢化铝(AlH_3)、纳米Al和各种复合Al粉。总的来说,在丁羟推进剂中应用新型含能材料应当遵循问题导向,以实现燃烧羽焰清洁性和提高铝粉燃烧效率为目标,充分挖掘无氯类氧化剂和铝基复合材料等新型含能材料的特性价值,从而进一步拓展丁羟推进剂应用范围,为推动固体动力技术在军事和民用领域的全面发展做出贡献。     

热塑性聚氨酯弹性体包覆CL-20及对改性双基推进剂性能影响

用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)通过溶液水悬浮法对CL-20晶体进行了包覆,研究了TPU包覆CL-20后对改性双基推进剂(CMDB)的机械感度、燃烧性能及力学性能的影响。研究表明,TPU包覆CL-20后,使CMDB推进剂摩擦感度降低了67%,撞击感度降低了49%;燃速提高了14%;高、低、常温下的抗拉强度分别提高了30%以上。     

固体推进剂之增塑剂在包覆层中迁移过程的计算机模拟

本文利用TG-DTG热重分析的新方法所测定的SQ-5推进剂中硝化甘油在包覆层中迁移时的若干组浓度分布数据,对硝化甘油在包覆层中的迁移过程进行数学描述和计算机模拟,获得了较为满意的初步结果。     

改性双基推进剂组合装药界面力学性能

为探究由不同配方、不同工艺组合制备而成的固体推进剂组合装药界面的力学性能,在一定温度下(20℃,50℃,-40℃),采用材料拉伸实验机测定了基于NC/NG/RDX改性双基推进剂体系的粒铸和浇铸推进剂配方及其组合药柱的抗拉强度和伸长率,并利用扫描电镜-能谱联合分析仪分析了断裂面的形貌及元素分布.结果表明:由粒铸工艺制备的...     

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。     

邻苯二甲酸二丁酯含量与发射药燃烧游离碳生成量的关系

采用最小自由能法计算研究了邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对双基发射药燃烧生成游离碳的影响规律.结果表明,双基发射药配方中,DBP的含量对其燃烧生成游离碳有显著影响.该发射药的燃烧具有一个游离碳生成的DBP临界含量值,超过该临界值,游离碳的生成量将随着DBP含量的增加而逐渐增加;提高配方中的硝化甘油含量和降低燃烧平衡压力可使...     

新型燃烧稳定剂对双基固体推进剂燃烧性能的影响

研究了五种新型高熔点燃烧稳定剂(WB、WC、ZrB2、ZrO2和SiC)对螺压双基推进剂燃烧性能的影响.结果表明,WB、WC、ZrB2和ZrO2使空白配方燃速提高,ZrB2和ZrO2的催化能力随其粒度减小而上升.2.07 μm的ZrO2使空白配方7 MPa下的燃速增大73％.各配方燃速的最大增幅都出现在7 MPa左右....     

一种非铅双基推进剂燃烧性能调节

改变新型有机铋铜复盐( Gal-BiCu)催化剂的含量,采用不同类型和含量配比的增塑剂(苯二甲酸二乙酯(DEP)、硝化甘油(NG)、醋酸甘油酯(TA)和吉钠(DINA))以及添加不同粒径炭黑的方法,研究了非铅绿色推进剂燃烧性能调节技术.结果表明,采用新型催化剂Gal-BiCu,10 MPa下推进剂燃速可在13.92 ～...     

基于SEM原位拉伸的HTPB推进剂/衬层粘接界面破坏过程分析

采用扫描电镜(SEM)原位拉伸试验系统对端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂/衬层粘接界面试件拉伸破坏过程进行了观察,实时采集了界面变形破坏过程的SEM图像,结合粘接界面的宏观应力-应变曲线,分析其在拉伸过程中细观变形破坏机理。结果表明:推进剂/衬层粘接界面拉伸的过程可以分为斜率较大的线性段(应变为0~5%)、斜率较小的线性段(应变为5%~25%)、非线性段(应变为25%~29%)和破坏段(应变为29%~35%)四个阶段,且验证试验所用试件的推进剂/衬层粘接界面分别在应变为25%和30%达到极限应力。研究发现试件内部颗粒的脱湿和基体间的脱粘是导致其力学性能变化及失效的主要原因,同时,可用推进剂相颗粒脱湿尺寸随应变的变化表现粘结界面失效的变化规律:脱湿尺寸随应变线性增大表示粘接界面还未破坏,当脱湿尺寸增大速率减小或不增大时,表示粘接界面已经破坏。     

废弃丁羟推进剂(HTPB)粉碎方式研究

针对废弃丁羟推进剂(HTPB)韧性强和感度高的特性,在保证试验过程安全的前提下,分别研究了湿式笼式粉碎法、干式旋风切削法和远程控制切割法这三种方式粉碎废弃HTPB。结果表明:以粉碎比(即进料直径与出料直径之比)和AP、Al的损失率为评价标准,干式旋风切削法粉碎后的物料直径最小约为1mm,有效成分损失率低于1.4%,由其制备的工业炸药可被8#雷管引爆,验证了该方式粉碎HTPB较为理想。     

HTPB复合固体推进剂溶胀实验研究

比较了7种纯溶剂和5种混合溶剂对HTPB复合固体推进剂的溶胀效果,得到并分析了推进剂经各溶剂溶胀后的质量损失情况;利用扫描电子显微镜(SEM)对溶胀后的推进剂表面形貌进行观测,并利用傅里叶漫反射红外光谱(DRIFT)仪对纯AP以及经水/乙醚、水/丙酮溶胀回收的AP进行表征。实验结果显示:纯溶剂溶胀实验中,二氯甲烷、三氯甲烷的溶胀效果最明显,溶胀增长比达44.6%、50%,但质量损失比较小,仅为26.5%、28.8%;混合溶剂溶胀实验中,水/乙醚、水/丙酮的溶胀效果最显著,溶胀增长比分别为100.2%、41.2%,质量损失比分别为65.98%、66.34%;DRIFT检测结果显示,经水/乙醚、水/丙酮溶胀回收得到的AP的特征峰均没有发生变化,证明水/乙醚、水/丙酮体系均可用于废弃HTPB复合固体推进剂中AP组分的回收。     

铝粉形态对低燃速丁羟推进剂燃烧性能的影响

通过静态燃烧性能测试及φ１１２ｎｍ发动机动态评定等实验方法,研究了球形铝粉及非球形铝粉对低燃速丁羟推进剂燃烧性能的影响。结果发现,含球形铝粉推进剂的燃速和燃速压强指数略高于含非球形铝粉的推进剂,而且其燃速可通过调节氧化剂的粒度级配来改变,而燃速温度敏感系数没有显著变化。     

丁羟推进剂花板浇注过程数值仿真

为研究丁羟推进剂浇注过程中流场结构,使用改进后的Herschel-Bulkley黏度模型对药浆花板浇注过程进行了数值模拟,并与实验数据进行了对比。结果显示:在通过花板孔后药浆会发生汇流,汇流后的药浆在重力作用下在发动机壳体内堆积,堆积表面呈现不规则的凹凸状,但在重力作用下,药浆会逐渐流平并填满空腔,未形成空洞。被花板分割的药条一部分汇聚后沿翼片间凹槽向下流动,一部分直接向下流动,流动过程中出现拉伸断裂的现象。浇注所需总时间为104 min,浇注药浆总质量为160.3 kg,平均质量流率为5.4 g·(hole·min)-1,仿真计算值与实测值误差分别为8.65%、2.06%和5.93%。