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。     

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。     

含硼富燃料推进剂燃烧性能的研究进展

对国内外含硼富燃料推进剂燃烧性能的研究状况进行了综述,总结了提高含硼富燃料推进剂一次喷射效率和二次燃烧性能所采取的技术途径,主要包括硼粒子的表面包覆、推进剂配方的调整、燃气发生器喷管结构的改进、空燃比的变化、合理燃气喷射方式的选择、进气方式、二次进气间距以及进气量的优化等,这些改进可使含硼富燃料推进剂一次喷射效率提高,燃烧残渣减少,二次燃烧效率也大幅度改善。     

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。     

AP-CMDB推进剂稳态燃烧性能计算研究

建立了一个ＡＰ－ＣＭＤＢ推进剂稳态燃烧模型。该模型可用于ＡＰ－ＣＭＤＢ推进剂和经典双基推进剂燃速特性的模拟计算，其计算结果与文献值相符合，说明该模型是合理、可行的。ＡＰ－ＣＭＤＢ推进剂计算结果表明，ＡＰ粒径减小，ＡＰ含量增加，推进剂燃速升高；而含能粘结剂－ＤＢ母体的含能程度越高，即ＮＧ含量增加，或ＮＧ的硝化度加大，都有利于提高推进剂的燃速。     

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。     

高燃速推进剂研究进展与展望

分析了国内外ＤＢ，ＡＰ／ＮＧ，ＡＰ／ＨＴＰＢ系推进剂提高燃速的途径及发展水平，指出高燃速推进剂将向高能、高燃速、高强度及低感度的“三高一低”方向发展     

硼粒子的表面包覆及其性能分析

介绍了硼粒子表面包覆的实验方法及包覆硼粉的性能分析，适合于用高氯酸铵（ＡＰ），高氯酸钾（ＫＰ），氟化锂（ＬｉＦ）叠氮化钠（ＮａＮ３）包覆硼粉的实验方法有重结晶法，中和沉积法和相分离法，为表征表面包覆对硼粉性能的影响，对硼粉的酸度，粘度，热化学特性及点火性能作了具体分析，并得出了有关结论。     

含 AP 的叠氮类复合推进剂的平台燃烧特性

本文研究了高压下氧化铁催化剂对推进剂催化作用的位置和机理，催化剂如何提高推进剂燃烧速度和产生平台燃烧特性，利用等温热重分析法（ＴＧＡ）、差示扫描量热法（ＤＳＣ）和快速扫描ＦＴＩＲ分光光度法等技术研究了推进剂凝聚相区化学过程。在相对较低压力区内未催化的含高氯酸铵（ＡＰ）叠氮类复合推进剂表现出不稳定燃烧，在此压力范围内燃烧表面的热平衡也不稳定，因此氧化铁改变了推进剂的燃烧特性并提高了燃烧速度，伴随着平台－麦撒燃烧特性。燃烧速度对压力的不敏感性表明，在催化作用机理上分析，推进剂凝聚相化学在ＡＰ粒子的外表面，阻止了更多的ＡＰ的分解，但并没有影响推进剂的平台燃烧。Ｆｅ２Ｏ３对推进剂燃速提高的影响比Ｆｅ３Ｏ４的大。研究中所用的推进剂使用Ｆｅ３Ｏ４时，它的催化作用对降低压力指数更为有利。     

饱和碳氢系固体推进剂的热分解与燃烧特性

探讨了使用新的饱和碳氢系粘合剂ＨＨＴＰＩ的推进剂与使用粘合剂ＨＴＰＢ系推进剂的热分解与燃烧特性。ＨＨＴＰＩ系推进剂产生热分解反应的温度比ＨＴＰＢ系推进剂的约低２０℃～３０℃。ＨＨＴＰＩ为吸热分解,而ＨＴＰＢ环化或交联反应显示出放热性。随着ＡＰ含量的增加,ＨＨＴ－ＰＩ系推进剂的放热量也增加,接近ＨＴＰＢ系推进剂的放热量。根据热分解与燃烧中断后表面物质分析可知,在热分解的初期阶段,首先是ＨＴＰＢ的双键急剧减少,同时大部分氨基甲酸乙酯键分裂,由于环化与交联反应而变为焦油状。另一方面,ＨＨＴＰＩ的特征是侧链甲基相连的第３级碳原子与主链中相邻的碳原子之间的键断开,变为液状。从火焰传播试验可知,用ＨＨＴＰＩ系推进剂时,ＡＰ含量少的试样,由于覆盖表面的液状聚合物的影响而不能持续燃烧,而接近最高装填密度的ＡＰ为８０％时可以持续燃烧,并可达到与ＨＴＰＢ系推进剂同样的火焰传播速度。     

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。     

包覆及团聚对硼燃烧的影响

采用DTA-TG研究了包覆材料AP、LiF对硼颗粒热氧化特性的影响。并通过氧弹式量热计测试了不同粒度团聚硼的燃烧热及含硼富燃料推进剂的爆热,研究了包覆材料AP、LiF以及团聚硼颗粒粒度与团聚硼燃烧热和推进剂爆热之间的关系。结果表明,AP有利于提高硼的氧化程度,LiF可显著降低硼的氧化温度。包覆材料可显著改善了硼颗粒的燃烧性能,利于团聚硼颗粒及推进剂能量的释放,且小粒度的团聚硼有利于硼的燃烧。     

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。     

硼粒子表面包覆层对管道火箭固体推进剂燃烧的影响

用几种诊断装置对B/MA/AP/HTPB富燃固体推进剂(其中硼粒子具有不同的表面包覆层)的燃烧特性进行了研究。这些诊断装置包括:开窗式药条燃烧器、CO_2激光点火装置、快速降压熄火装置、热分析仪和小型发动机静态试验装置。用于硼粒子包覆的材料有LiF、Viton A(氟橡胶)和硅烷。为了进行比较,对含有未包覆硼的基础配方也进行了研究。开窗式药条燃烧器和静态试验结果表明,LiF推进剂有最显著的总体燃烧特性。点火试验表明,在同一热流量下,LiF推进剂的点火时间最短,而Viton A推进剂的最长。另外,还提出了燃烧机理以解释实验结果和观察到的燃烧现象。     

复合固体推进剂热分解特性对其断裂性能的影响

研究了ＡＰ／ＨＴＰＢ复合固体推进剂热分解性能对贮存老化期间增长断裂能初始变化率的影响。试验表明，这种变化率与推进剂的起始分解温度、高温分解峰温以及高低温分解活化能成反林，与高低温分解反应速度常数成正比。这些相应关系的线性回归精度均在０．９８以上。     

用增压中断燃烧的固体推进剂

为探讨固体火箭推进剂中断燃烧的方法，用聚丙撑二醇（ＰＰＧ）与高氯酸铵（ＡＰ）复合推进剂进行了研究试验，结果证明，在一定压力下燃烧中断。在推进剂中适当加碳可以改变熄火压力。熄火原因为ＰＰＧ／ＡＰ系推进剂中ＰＰＧ与ＡＰ的热分解速度差引起燃烧不稳定致使生成的热量不足。     

GAP／AN／AP系低公害推进剂的低压点火特性

利用二氧化碳（ＣＯ２）激光器研究了含高氯酸铵（ＡＰ）２０％～３０％的ＧＡＰ／ＡＮ／ＡＰ系低公害推进剂在低压时的点火特性。推进剂ＡＮ－４０及含马格纳利厄姆镁铝合金的Ｍｇ·Ａｌ－５在３９．９～５３．２ＫＰａ以上的低压空气中可以自动点火，而在惰性保护气体中不能自动点火。证明自动点火与保护气体中的氧气有关。进一步降低保护气体压力时，两种推进剂都出现了不稳定的振动现象。Ｍｇ·Ａｌ－５推进剂比ＡＮ－４０更易产生振动现象。在低热流方面，加入镁铝合金的推进剂点火时的表面温度比ＡＮ－４０推进剂的约低２０℃，因而点火滞后时间长，吸收能量多，表面附近固相内热层增厚，比ＡＮ－４０推进剂有更好的自动点火性能。用差热分析研究热分解证明，推进剂组份中相对ＡＮ添加镁铝合金０．１具有与相对ＡＮ增加ＡＰ０．２５同样的热分解效果。这可能是因为在高热流方面ＡＮ－４０与Ｍｇ·Ａｌ－５推进剂的点火特性大体相同     

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。     

高分子涂层硝胺系复合推进剂燃烧特性

硝胺(AN)系复合推进剂因其燃速低和比冲小而很难推广使用。为增加比冲和燃速,必须研制硝胺含量高的推进剂。研究了在硝胺粒子表面涂覆聚乙酸乙烯基或乙基纤维素的方法。用高分子涂层硝胺可以改善硝胺与端羟基聚丁二烯(HTPB)的浸润性和混合性。在推进剂中增加硝胺量的同时,添加金属燃料硼,探讨了硝胺／端羟基聚丁二烯系推进剂提高燃速和比冲的可能性。明确了如下问题：1)使用高分子涂层硝胺可使推进剂中硝胺的含量增加10Wt％;2)本实验用涂层材料会降低推进剂燃速,而燃速的降低量与硝胺粒子表面涂层厚度有关;3)为增加燃速和比冲,可添加金属燃料硼。     

硼粒子表面包覆的研究进展

对硼粒子包覆材料提出了要求,简要介绍了用钛、锆、镁、GAP、AP、LiF等物质包覆硼粉的工艺过程和包覆机理,并阐述了包覆后硼粉对含硼贫氧推进剂工艺及燃烧性能的影响。研究结果表明,包覆是改善制药工艺过程以及提高含硼推进剂燃烧性能的主要途径。