HMX含量对丁羟四组元推进剂团聚及凝聚相燃烧产物的影响

奥克托今(HMX)作为含能材料在能够提高推进剂能量性能的同时可改变推进剂的燃烧过程,广泛用于固体推进剂中。为了研究HMX含量对推进剂点火、燃烧、团聚和凝聚相燃烧产物特性的影响,采用推进剂燃面拍摄、激光点火以及凝聚相燃烧产物收集方法对HMX含量在0%～10%范围内的典型四组元推进剂进行试验研究。结果表明：随着HMX含量由0%增加到10%,推进剂的点火延迟时间由191 ms增加到286 ms,推进剂的燃速和压强指数均减小,凝聚相燃烧产物的体积平均粒径D₄₃由48.1μm增加到138.3μm。含10%HMX的推进剂燃面上铝的团聚程度最大,而含8%HMX的推进剂凝聚相燃烧产物中活性铝的含量最高。     

铝粉粒度和含量对NEPE推进剂燃烧产物颗粒阻尼的影响

为研究铝粉粒度和含量对NEPE推进剂燃烧产物颗粒阻尼的影响,采用密闭弹燃烧法收集了NEPE推进剂的凝相燃烧产物并开展粒度分析,根据Culick线性颗粒阻尼理论计算了燃烧产物对声不稳定燃烧的颗粒阻尼。结果表明,铝粉的粒度和含量均显著影响NEPE推进剂燃烧产物对声不稳定燃烧的颗粒阻尼,主要是由于铝粉粒度和含量影响了凝相燃烧产物的粒度分布。对一定频率声不稳定燃烧,凝相燃烧产物中粒径处于[1/2D_(opt),2D_(opt)](D_(opt)为最佳颗粒粒径)区间的颗粒质量分数越高,燃烧产物的颗粒阻尼效率系数越大,产生的颗粒阻尼越大。燃烧产物中凝相燃烧产物的质量分数是决定颗粒阻尼大小的因素之一,与推进剂中铝粉含量呈正相关。     

铝镁贫氧推进剂中铝颗粒团聚特性

为了研究铝镁贫氧推进剂中铝颗粒燃烧的团聚行为和特性,采用扫描电子显微镜和光学可视化实验方法,对铝镁贫氧推进剂的燃烧过程、铝颗粒团聚产物的微观结构和粒径进行了研究,建立了铝团聚物尺寸预测模型并与实验数据进行了拟合。结果表明,在燃烧表面形成的铝液滴团聚物脱离燃烧表面后,会发生二次团聚。在1.0 MPa下,推进剂试件燃烧较充分,铝颗粒燃烧后为光滑的球状氧化铝颗粒,镁颗粒燃烧后为白色絮状;在0.2 MPa下,推进剂试件燃烧不充分,铝颗粒没有被完全氧化,表面较粗糙。随着燃烧室压强的升高,铝团聚物的体积平均粒径D(4,3)减小,而表面积平均粒径D(3,2)增大,粒径分布趋向单峰化,说明随着压强的增加,D(4,3)和D(3,2)的值越接近,铝团聚物的形状越规则,粒径分布越集中。团聚物粒径与燃烧速率成反比。     

固体发动机凝相燃烧产物研究综述

固体推进剂凝相燃烧产物对固体火箭发动机的性能具有重要影响。研究了固体推进剂凝相燃烧产物的研究进展,主要包括凝相燃烧产物的收集与实验诊断方法、物理化学特性、演化机理与模型、两相流数值模拟、燃烧效率优化方法。同时对现有研究中存在的局限性进行了讨论,并分析了未来的研究趋势。建议在以下几个方向开展系统深入的研究：包括建立更加精细的凝相产物收集系统和更加全面分析方法、构建推进剂配方与凝相燃烧产物特性间的关系、建立更加精准的凝相燃烧产物演化模型、探究燃烧效率优化方法。     

缩比固体火箭发动机实测颗粒特性

测量了使用含铝推进剂的小型二维火箭发动机中燃烧室、尾喷管和排气羽烟中粒子的粒径分布。采用了不同的喷管形状和高达4.36MPa的压强。压强低于约2.4MPa时,进入喷管的粒子多峰尺寸分布的D_(32)随压强的增大而减小。大于2.4MPa时,更高的推进剂燃速显著降低了微粒团聚作用,并提高了特征排气速度。在更高的压强下,进入喷管的粒子的D_(32)非常小(2～16μm)并且是单峰的,随压强没有明显的改变。在发动机关闭过程中,D_(32)明显比稳定燃烧过程中的大,揭示了羽烟特征改变的又一可能原因。排出微粒的D_(32)为1.2～1.6μm(伴随着2μm以下,8μm,28μm三峰分布),这与压强、喷管入口形状、出口马赫数、不完全膨胀程度或出口平面的后部配置无关。少量较大颗粒的存在表明,或者是在喷管接合部发生了微粒碰撞和/或表面影响,或者是在喷管进口处较大微粒集中在壁面附近。     

基于新型氟碳黏合剂的固体推进剂燃烧性能

推进剂在燃烧过程中产生的凝聚相团聚是造成能量损失及喷管烧蚀的主要原因之一,推进剂中引入氟被认为是解决团聚的有效途径。为此,研究将氟醇化合物（PFD）引入到端羟基聚醚（HTPE）推进剂,使其通过固化反应接入黏合剂交联网络中,形成基于新型氟碳黏合剂的固体推进剂。采用热重（TG）、激光点火表征加入PFD前后推进剂热分解以及相同点火时间下推进剂燃烧强度的变化,并通过扫描电镜（SEM）、EDS能谱表征推进剂燃面火焰形貌以及燃烧凝聚相产物粒径分布。结果表明,加入PFD后推进剂的失重仍然包含3个主要阶段,但PFD会导致推进剂中RDX分解延后15~20 ℃,且在250 ℃前含氟链段完全分解失重;对比空白推进剂样品,含有PFD的推进剂在相同点火时间下具有更高的燃烧亮度;随着PFD的增加,推进剂样品燃烧火焰的密集程度显著增加,且火焰喷射更为剧烈,推进剂的凝聚相产物平均粒径由添加1%PFD时的5.13 μm逐渐减小至添加5%PFD时的1.04 μm。     

铝粉含量及粒径对CMDB推进剂性能的影响

研究了Al粉的含量以及纳米级Al粉(粒径<100nm)和普通Al粉(粒径12～15μm)对浇铸复合改性双基(CMDB)推进剂能量性能、燃烧性能的影响,并探讨了该类推进剂的燃烧机理。结果表明,随着Al粉含量的增大,CMDB推进剂的能量提高,Al粉的最佳添加量为8%;当普通粒径Al粉与纳米Al粉以1:1级配时,CMDB推进剂低压段燃速大幅提高,7～15MPa压强范围内的压力指数降至0.45以下。     

含快燃物ACP丁羟推进剂高压燃烧特性和常压火焰结构

为了研究水合-四-(4-氨基-1,2,4-三唑)高氯酸铜(ACP)对推进剂燃烧特性的影响,利用高压燃速测定系统研究了ACP对丁羟推进剂3～29 MPa压力范围内燃速的影响;收集推进剂在不同压力(3,10,20 MPa)下的燃烧产物,分析了ACP对燃烧产物化学组成的影响;采用显微高速摄像系统获取了推进剂的燃烧火焰和燃烧表面,对燃烧熄火表面及组分进行了研究。结果表明,在丁羟推进剂中添加ACP可大幅提高燃速,添加5%ACP可使推进剂29 MPa下的燃速提高84.8%,9～11 MPa为不稳定燃烧压力区。燃烧压力3 MPa的完全燃烧产物中活性铝含量为16.22%。推进剂在0.1 MPa燃烧时,存在粒径约100μm的粒子被燃烧气流从燃烧表面带入到气相区中分解燃烧的现象,熔铝粒子在燃烧表面无明显团聚。添加ACP使燃烧表面不规则程度增加。     

氟化物对Mg/NaNO3富燃料推进剂燃烧性能的影响

为改善推进剂的燃烧、点火性能,降低燃烧过程中的团聚,应用不同的实验处理方法将不同的氟化物添加入Mg/NaN03富燃料推进剂体系中,在燃烧室内氮气加压下点燃推进剂,收集固体燃烧产物,研究了氟化物对于体系燃烧特性的影响;SEM电镜分析了MglNaN03体系燃烧产物团聚的情况;对比了添加氟化物后体系燃烧产物的颗粒度;分析了不同氟化物的不同影响机理。结果表明,体系外加5%氟化物后,不同程度地降低了体系的燃速,改变了燃烧产物颗粒度分布,氟化镁的生成有利于降低产物的团聚程度。     

固相颗粒在C1xb固体火箭发动机中的运动规律

基于C1xb型固体火箭发动机内流场,对发动机内的凝相颗粒进行受力分析,并获得固相颗粒运动过程中的速度和加速度.建立二维颗粒运动轨迹模型,并在该模型下获得固相颗粒在发动机内的运动空间分布规律.研究颗粒注入位置、粒径及发动机转速对凝相颗粒运动的影响规律.结果表明:从含铝丁羟推进剂上游端和下游端表面离开的颗粒,有着较大概率与...