GHQ推进剂的热分解特性研究

采用差示扫描量热仪DSC和绝热加速量热仪ARC,对比研究了双基推进剂SF、改性双基推进剂GHQ和单质RDX的热分解过程,并分析评估了GHQ推进剂的热危害性。DSC实验结果表明:GHQ推进剂起始分解温度为182.4℃,热分解明显分为双基组分和RDX分解两个过程,分解峰温为202.2℃和240.4℃,分别与双基推进剂SF、单质RDX分解峰温接近,说明双基组分与RDX混合后作用不激烈。ARC实验结果表明:GHQ推进剂在最危险状态(即绝热条件)下的起始分解温度为135.3℃,绝热温升为1 197.5℃,tMR为15.9min,单位质量产生气体最大压力为15.8MPa·g~(-1)。研究结果表明:添加RDX后,GHQ推进剂发生热自燃可能性较双基推进剂SF稍有提高,热危害性大大增强。     

近红外光谱法快速测试改性双基推进剂组分的均匀性

为了建立改性双基推进剂组分混合均匀性快速定量测试的方法,采用近红外光谱仪对系列双基吸收药样品进行了测试,并对各组分的含量及分散均匀性进行了定量分析。首先,在样品测试基础上建立了组分硝化棉(NC)、硝化甘油(NG)、黑索今(RDX)、水的定量校正模型,各组分模型相关系数均大于0.98,内部预测验证的各组分绝对误差平均值小于2%;然后,连续采集混合过程中样品的光谱,用建好的模型对样品组分含量进行预测,预测结果与实际值的绝对误差小于2%。用各组分含量的变异系数(CV)法和样品原始光谱移动窗口标准差(MBSD)法对样品的混合均匀性进行了分析,各组分的CV值均小于1.5%,MBSD值在0.001以下,两种评价指标都在2.5 min以后达到稳定状态,表明样品各组分分布已经均匀。结果表明,用近红外光谱法测试改性双基推进剂的组分均匀性是可行的。     

固体火箭高温高压复杂燃气系统的扩散系数及其相似准则数计算

为了解决固体火箭推进剂高温高压燃气输运系数难以实验测量和理论预估的实际问题,考虑燃气中含有H₂O、HCl、SO₂等强极性组分和H₂等轻质组分,通过大量文献实例验证,归纳了适于上述组分及其混合物在高温高压条件下的扩散系数计算方法,并计算了典型双基推进剂、复合改性双基推进剂和复合推进剂三种主要固体推进剂燃气在不同温度(1 500～3 800 K)和压强(8～20 MPa)下的扩散系数和输运准则数(施密特数和路易斯数),得到了固体火箭发动机燃气扩散系数随温度和压强变化的幂指数函数规律(典型双基推进剂燃气的扩散系数随温度变化的幂指数为1.646 55、典型复合改性双基推进剂和典型复合推进剂为1.629 52),以及路易斯数、施密特数的典型取值(典型双基推进剂燃气的施密特数为0.772、路易斯数为0.91,典型复合改性双基推进剂燃气的施密特数为0.675、路易斯数为0.9,典型复合推进剂燃气的施密特数为0.74、路易斯数为0.83)。这对于促进高温高压气体混合物输运性质的深入研究、火箭发动机燃烧及其内外流动仿真,均具有重要的实际应用意义。该方法没有考虑凝聚相对输运性质的影响。     

NC/NG/AP/Al复合改性双基推进剂力学性能研究

研究了硝化棉含量、固体组分粒度级配和固化剂对NC/NG/AP/Al复合改性双基(CMDB)推进剂的力学性能的影响。结果表明,随NC含量的降低,CMDB推进剂 20℃和 50℃下的抗拉强度降低,硝化棉的质量百分含量为20%时,推进剂的伸长率出现最大值;固体组分的粒度级配对CMDB推进剂的力学性能有较大的影响,AP(96.8μm)、RDX(44.9μm)和Al(10.8μm)质量百分含量的比值为1∶1∶1时,该推进剂力学性能为最佳;硝化棉含量较少的CMDB推进剂体系,进行适度交联固化可在一定程度上提高抗拉强度,明显提高推进剂的伸长率。     

奥克托今炸药在螺压改性双基推进剂中的应用研究

研究了HMX在螺压改性双基推进剂中应用,进行了安全性研究、工艺性试验、推进剂性能研究.通过试验研究,确定了含HXM的改性双基推进剂工艺路线.由试验结果可知,在螺压改性双基推进剂中引入奥克托今后,随着HMX含量的提高,推进剂的密度提高,推进剂燃速有了显著提高,压力指数也明显降低,爆热变化不大.且含有奥克托今的改性双基推进剂的安定性指标没有明显变化.     

RDX类改性双基推进剂的点火特性

从配方和使用条件两个方面,对RDX类改性双基推进剂的点火特性进行了试验研究,获得了主要组分、环境压强、点火热流密度等因素与RDX类改性双基推进剂点火性能的关系。分析结果表明,随着RDX含量的增加,点火延迟时间明显增加;随着点火热流密度及点火环境压强的增加,点火延迟时间逐渐减小。     

固体推进剂热分解的高压DSC特征量

通过差示扫描量热试验（ＤＳＣ），研究了三种改性双基推进剂及其主要组分ＲＤＸ的热分解，分析了不同压力条件下的分解峰温，峰温差，表现分解热焓以及分解曲线的变化规律，探讨了压力及催化剂对推进剂热分解过程的影响，并与燃速和燃速压力指数进行了初步关联。     

双基和硝胺改性双基推进剂平台燃烧模型的研究

提出了双基和硝胺改性双基推进剂平台燃烧机理，建立了双基和硝胺改性双基推进剂平台燃烧模型。实验验证结果表明，本模型的公式可定量地再现平台燃烧的超速、平台和麦撒现象全过程，且计算值与实测值符合得较好。     

固体火箭高温高压复杂燃气系统的黏性系数和导热系数计算

为了解决固体火箭推进剂高温高压燃气输运系数难以实验测量和理论预估的实际问题,考虑燃气中含有H₂O、HCl、SO₂等强极性组分和H₂等轻质组分,通过大量文献实例验证,归纳了适于这些组分及其混合物在高温高压条件下的黏性系数和导热系数计算方法,计算了双基推进剂(DB)、改性双基推进剂(CMDB)和复合推进剂(CP)3种主要固体推进剂燃气在不同温度(1 500～3 800 K)和压强(8～20 MPa)下的黏性系数、导热系数和普朗特数,得到了固体火箭发动机燃气黏性系数和导热系数随温度变化的幂指数函数规律和典型普朗特数取值。所得结果对于促进高温高压气体混合物输运性质的深入研究、火箭发动机燃烧及其内外流动仿真,均具有重要的实际应用意义。该方法没有考虑凝聚相对输运性质的影响。     

改性双基推进剂力学性能特点分析

本文对改性双基推进剂主要的力学性能进行了实验研究,测定了玻璃化温度,脆化温度,对不同测定方法所得实验结果进行对比分析,提出改性双基与复合推进剂T_g和T_b的差异。通过对改性双基推进剂不同速度和温度下应力-应变行为的实验,分析了应力-应变行为的特性,与复合推进剂的不同,对使用的影响,特别提出改性双基破坏功的概念。本文还用扭辫分析和动态粘弹谱测定了改性双基的动态力学性能,分析了改性双基转变峰与复合推进剂转变峰的差异,以及在实际应用中的作用。     

含能钾盐消焰剂对硝胺改性双基推进剂性能的影响

用燃速测试、DSC实验、发动机羽焰测定和红外热像仪,对比研究了在硝胺改性双基推进剂配方中加入含能亚硝酸复合钾盐(KE)和K2SO4,对推进剂燃烧性能、热分解特性和发动机羽焰的影响,并初步探讨了其影响机理。结果表明,与K2SO4相比,KE能够促进NC/NG双基组分和RDX的热分解,降低推进剂热分解放热量的程度较小,对推进剂燃烧性能的影响较小,且抑制硝胺改性双基推进剂二次燃烧的效果也较好。     

含LLM-105的改性双基推进剂的机械感度

研究了2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)的含量和粒度对含LLM-105的改性双基推进剂机械感度的影响,并将LLM-105-CMDB推进剂的机械感度与含六硝基六氮杂异戊兹烷的改性双基推进剂(CL-20-CMDB)、含3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱的改性双基推进剂(DNTF-CMDB)及含奥克托今的改性双基推进剂(HMX-CMDB)的感度进行了比较。结果表明:用LLM-105逐步取代改性双基推进剂中的RDX,推进剂的机械感度也随之降低,撞击感度H50由23.4cm增加至39.3cm;高能量密度材料含量相同的几种改性双基推进剂机械感度由低往高依次为:LLM-105-CMDB、DNTF-CMDB、CL-20-CMDB、HMX-CMDB、RDX-CMDB。     

环境友好型固体推进剂研究

介绍了几种主要的环境友好型固体推进剂,主要包括AN推进剂、HNF推进剂、ADN推进剂、无铅双基推进剂、TPE推进剂和含HCl清除剂的复合推进剂等。在环境友好型固体推进剂的发展中,除了应大力开展ADN,HNF,CL-20等新型高能氧化剂的应用研究工作外,还需关注具有环境友好特性的固体推进剂新型加工工艺和配方技术的研究。     

黑索今在CMDB推进剂药柱内分布规律的气相色谱研究

采用气相色谱法测定了无烟改性双基推进剂药柱在贮存过程中径向黑索今含量的分布，从而初步了解其扩散规律。     

改性双基推进剂冲击波感度研究

采用隔板试验法研究了改性双基推进剂配方组成、所含高能炸药RDX粒度、粒度级配等因素对其冲击波感度的影响。研究结果表明,含有NG和RDX等组分的改性双基推进剂具有较高的冲击波感度,当配方中的敏感组分NG和RDX被不敏感的增塑剂TMETN和感度较低的高能量密度材料FOX-7全部取代时,隔板值由41.4mm降至16.5mm,降幅达60%;同时,粗细粒度高能炸药按一定比例级配使用有利于降低推进剂冲击波感度,粗细颗粒质量比为3:1时,降感效果最佳,隔板厚度降低5.3%。     

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。     

螺压硝胺改性双基推进剂对机械刺激的安全性分析

为考察螺压硝胺改性双基推进剂对机械性激励的安全性,采用无溶剂螺压成型工艺制备了7种RDX含量不同的硝胺改性双基推进剂样品,依据国军标方法研究了含不同RDX的螺压硝胺改性双基推进剂的摩擦感度、撞击感度和枪击感度。结果表明, RDX的加入提高了硝胺改性双基推进剂的摩擦感度和撞击感度,同时增加了其枪击条件下的燃烧概率。     

改性双基推进剂两相化学反应羽流特性研究

文中研究了改性双基推进剂的羽流特性问题。采用NASA-CEA对配方进行了化学平衡计算,在分析组分质量分数及喷管入口参数的基础上,建立含组分输运方程、化学反应动力过程以及气凝两相流动过程方程组,采用流场计算软件Fluent对这些方程组进行联合求解,获得了羽流结构及其组分分布场。结果表明,考虑化学反应模型前后,羽流结构及组分分布发生了明显变化,离散相模型对羽流速度分布影响很大。为羽流特性效应研究提供基础。     

平台燃烧推进剂的老化对其燃烧性能和力学性能的影响

介绍了国外对固体推进剂的加速老化试验。研究了６０℃下推进剂的老化对高燃速复合推进剂燃烧特征和力学性能的影响。探讨了加速老化试验时铅化合物燃速催化剂对双基推进剂燃烧性能的影响。研究结果表明，推进剂样品贮存二周后，燃速降低了近７％，发生平台燃烧的压力范围有所提高，其力学性能没有明显的变化。     

高能复合改性双基推进剂的燃速特性(Ⅱ)——添加 HMX 的影响

研究了在双基推进剂中添加高能物质ＨＭＸ的ＨＭＸ／ＣＭＤＢ（复合改性双基）推进剂每单位质量所含能量对燃速的影响。用套罩式药条燃烧器研究了燃烧波结构。在双基推进剂中添加ＨＭＸ时，最终火焰温度增加，燃速下降。明确了最终火焰温度对燃速没有直接的影响。与此同时暗区温度下降，这是因为增加ＨＭＸ质量比时，燃烧表面的反应热减少，沸腾区内的反应变慢。暗区温度越高燃速越高，表示沸腾区内的反应加速，流向推进剂燃烧表面的热流束增加，从而燃速增加。