互穿聚合物网络技术在固体推进剂中的应用前景

分析了互穿聚合物网络(IPN)技术的特点,综述了IPN技术在固体推进剂粘合剂固化体系中提高固体推进剂力学性能、改善加工工艺性能和增强抗蠕变性能等方面的应用前景,并概述了IPN技术在固体推进剂衬层和包覆层中的应用。     

无机粒子填充聚合物的流变行为

研究了无机粒子填充聚合物的流变行为，探讨了无机粒子体积分数、无机粒子和聚合物组分特性、无机粒子与聚合物的界面特性和相互作用、以及加工条件对无机粒子填充聚合物的流变行为的影响。研究表明，一般情况下无机粒子填充聚合物的黏度随着填充聚合物体积分数的增加而增大；粒子性质、聚合物组分特性都会对流变性能产生影响，目前只能通过实验进行优选；无机纳米粒子填充聚合物有不同于普通粒子填充的反常现象，如果纳米粒子体积分数控制在一定范围内，填充聚合物的黏度可能出现随填充粒子体积分数增大而下降的趋势；表面活性剂、偶联剂等可以使无机粒子填充聚合物的流动性能得到显著改善；高速混合、增大剪切速率及升高温度都可以使无机粒子填充聚合物有更好的流变性能。     

不同因素对固体推进剂流变性能影响研究进展

针对推进剂药浆的流变性能受多种因素的影响,综述了固体推进剂用增塑剂、含能固体填料、工艺助剂、工艺参数等因素对于推进剂药浆流变性能影响的国内外研究现状,并分析总结了不同因素对固体推进剂药浆流变性能的影响规律及机理,对比了不同固体填料和粒度级配对药浆流变特性的影响。指出适当加入增塑剂可有效改善药浆的流变特性;选择合适的工艺助剂、工艺参数可大大改善药浆流变特性;固体填料表面越接近球形、越规则,粒径分布范围越宽,推进剂药浆黏度越小;对固体颗粒进行表面包覆、添加表面活性剂也有助于药浆流变性能的改善。提出了改善推进剂药浆流变性能的技术途径以及后期推进剂药浆流变性能的重点研究方向,以便更加全面研究药浆流变特性,设计出流变性能更好的固体推进剂药浆。附参考文献94篇。     

GAP/B贫氧富燃洁净推进剂用于固体火箭冲压发动机的前景分析

简述了固体火箭冲压发动机的特点及其对推进剂的要求,以及国内外固体火箭发动机用贫氧富燃推进剂的研制现状。通过对贫氧富燃推进剂配方和组分选择的探讨和GAP/B富燃洁净推进剂用于冲压发动机的前景分析,认为GAP/B富燃洁净推进剂是开发新一代高超音速飞航式导弹用固体火箭冲压发动机的优良的候选推进剂。     

固体推进剂的应用

固体推进剂以其结构简单、性能稳定、使用方便、易于大量生产而被广泛应用于火箭发动机中作为能源。固体推进剂及固体火箭发动机的应用场合很广泛,不同的使用场合对推进剂提出了不同的要求。本文就目前国内外固体推进剂的应用情况略加论述,并对固体推进剂的发展前景提出一些看法。     

关于改善改性双基推进剂力学性能的途径的探讨

国内目前在研制改性双基推进剂方面,在能量上,已接近或达到了理论比冲I_8为270秒,实际比冲为250秒的水平。浇铸改性双基推进剂具有能量高、原材料来源方便、工艺较简单等优点,但存在着力学性能较差,尤其是低温力学性能差的缺点,尚不能满足固体火箭技术发展的要求。固体推进剂的力学性能是固体推进剂的重要性能之一。它是固体火箭发动机装药结构完整性和发动机工作可靠性的重要保证。随着固体火箭技术的发展,对力学性能提出了更高的要求。过去十几年间不少新型粘合剂的出现,一个重要的原因就是为了改善复合固体推进剂的力学性能。一般说来,对固体推进剂的力学性能的要求是:在50毫米/秒的拉伸速率下,     

固体推进剂用粘合剂研究进展

介绍了固体推进剂用粘合剂的研究进展,着重介绍了丁羟类、叠氮类、HTPE、NEPE以及硝基和硝酸酯类粘合剂的合成、工艺以及性能研究情况,并对未来固体推进剂用粘合剂的发展进行了展望。     

超细AP/HTPB悬浮液的流变特性

在改进NDJ-4型旋转粘度仪的基础上。对切应力τ、切变速率γ及剪切速度指数n等流变学参数进行了估算。从填充分数、工艺助剂等方面对含硼富燃固体推进剂用超细AP／HTPB悬浮液流变特性进行了实验研究。结果表明．AP颗粒间通过粘合剂体系形成相互作用是悬浮液呈假塑性流动的主要原因．表面活性助剂(SH)可明显改善超细粒AP的表面性能。     

固体推进剂的应用

固体推进剂以其结构简单、性能稳定、使用方便、易于大量生产而被广泛应用于火箭发动机中作为能源。固体推进剂及固体火箭发动机的应用场合很广泛,不同的使用场合对推进剂提出了不同的要求。本文就目前国内外固体推进剂的应用情况略加论述,并对固体推进剂的发展前景提出一些看法。一、我国固体推进剂的发展概况大家知道,火药是中国最早发明,火箭也是中国首先发明。早在宋代曾用以黑火药为推进     

含RDX低燃速丁羟推进剂的配方研究

为满足某发动机装药需求,设计了固体质量分数为87.5%含RDX的低燃速丁羟推进剂配方,采用最小自由能法进行理论计算,研究了RDX和改性草酸铵对热力学参数的影响.用BSFΦ165标准试验发动机测试了比冲和燃速.结果表明,含RDX低燃速推进剂配方中,RDX和改性草酸铵的含量影响其热力学参数.当RDX质量分数为(10.0%),改性草酸铵为2.0%时,低燃速推进剂的实测比冲为2 374 N·s·kg~(-1),比冲效率为0.919,燃速为4.12 mm·s~(-1);通过添加少量改性草酸铵、改变氧化剂的粒度级配,能够在保证推进剂能量基本不变的前提下,满足含RDX低燃速丁羟推进剂配方的低燃速指标要求.     

固体推进剂组分数据库系统的结构设计

根据固体推进剂热力计算和配方管理需要,进行了数据库总体需求分析和固体推进剂性能及配方数据的分类整理.分析了20余种制式固体推进剂的配方和性能数据以及常用50种元素组合而成的包含固体推进剂组分、燃气成分在内的1000余种不同化合物的热力数据.构建了数据库结构、数据库中数据表的内容、数据表间的关系以及查询、视窗;规划设计了数据库的操作使用方法、数据可靠性和安全性;完成的数据库具有数据量大、结构清晰、扩展性好以及人机界面友好的优点.     

聚缩水甘油醚硝酸酯研究进展

综述了一种在新一代高能航天固体推进剂、战术发动机高能低特征信号推进剂和聚合物黏结炸药(PBX)等领域中备受关注的含能聚合物黏合剂——聚缩水甘油醚硝酸酯(PGN)黏合剂的合成、性能及应用研究进展。     

固化促进剂含量对HTPB–TDI衬层及其界面黏结性能影响研究

端羟基聚丁二烯–甲苯二异氰酸酯(HTPB–TDI)衬层体系配方采用固化促进剂调节衬层固化速率,通过理论分析和试验验证,研究HTPB–TDI衬层体系中不同含量固化促进剂对衬层预固化时间、本体性能、与同体系复合固体推进剂黏结性能以及老化性能的影响。结果表明,HTPB–TDI衬层配方在固化促进剂乙酰丙酮铁(ET)质量分数0.16%⁰.80%范围内进行调节,预固化时间、本体性能及老化性能满足使用要求,并与高强度复合固体推进剂的固化速度相匹配,黏结性能满足使用要求。     

丁羟三组元推进剂的增材制造及性能研究

针对传统浇注成型与直写式3D打印对固体推进剂药浆工艺性能要求相冲突的问题,为实现小型药柱的3D打印,采用添加少量定型助剂(YJ)的方法对丁羟三组元推进剂配方进行改性,对改性前后推进剂的工艺性能、力学性能、燃烧性能和能量性能进行对比分析,并探究了YJ对推进剂性能的影响。结果表明,改性后的推进剂药浆具备可控挤出和室温堆积的流变特性;YJ的加入使得推进剂在20、70℃下的最大抗拉强度分别降低0.1和0.15MPa,断裂伸长率分别增加了12.7%和9.9%,表明YJ对其力学性能影响显著;此外,实验及理论计算表明,YJ对推进剂的燃烧性能和能量性能影响甚微,燃速最大降低0.24mm/s,能量变化幅度均在1%以内;表明定型助剂(YJ)的加入不仅使药浆满足3D打印要求,而且对原始推进剂的整体性能没有显著负面影响。     

智能弹药用新型电控固体推进剂的研究进展

针对当前固体火箭发动机无法重复启停、难以实现推力可控等需求,结合固体火箭和液体火箭的优点,国内外研究机构探究了一种具有重复点火与熄火、燃烧速度可调、输出能量可控的电控固体推进剂。系统介绍了新型电控固体推进剂领域的国内外研究现状,首先,总结了国内外各类电控固体推进剂(硝酸铵基、硝酸羟胺基、高氯酸锂基)的发展,以及在微推、炮弹点火器和固体发动机方面的应用情况;其次,概述了配方组分、电压、电流、外界环境温度和压强等因素对电控固体推进剂的燃速、点火延迟时间以及力学性能的影响;然后,分析了电控固体推进剂的启停机理,介绍了硝酸铵羟胺和高氯酸锂基电控固体推进剂的反应机理;最后,对电控固体推进剂的未来发展进行了展望,指出未来仍需重点研究的方向：加强电控固体推进剂制备工艺放大研究;设计新型电敏氧化剂,解决高压下无法可控燃烧的问题;开展大尺寸电控固体发动机试验研究;通过数值模拟进一步揭示电能与推进剂燃烧耦合效应。附参考文献62篇。     

三氢化铝在固体推进剂中的能量性能理论研究

通过对三氢化铝应用于固体推进剂中的能量性能进行理论计算,得到了不同配方的三氢化铝推进剂的燃烧室平衡温度、比冲、特征速度、等压比热容等计算结果。分析结果表明,在固体推进剂中将金属铝替换为三氢化铝后,可以降低燃烧室的平衡温度和燃烧产物的凝聚相质量分数,增加燃烧产物的等压比热容和等容比热容,提高燃料的特征速度和比冲。     

AP/Al/SMX/HTPB四组元推进剂能量特性的理论研究

采用推进剂性能评估软件(PEP),计算和比较了2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯(SMX)和HMX取代高氯酸铵/铝粉/丁羟黏合剂(AP/Al/HTPB)推进剂中AP对配方能量性能的影响。用高温化学平衡计算代码模拟计算了AP/Al/SMX/HTPB和AP/Al/HMX/HTPB复合固体推进剂的能量和标准发动机工作过程。结果表明,与HMX相比,SMX能在更大的配比范围内提高HTPB推进剂的能量水平。在质量分数14%HTPB、18%Al的配方中,SMX能有效将推进剂的平衡流比冲提高到2 622.5N·s/kg,比HTPB三组元能量优化配方高27.5N·s/kg。在质量分数14%HTPB、15%Al的配方中,SMX取代AP后,比冲最高可达2 634.2N·s/kg,比HTPB三组元能量优化配方高39.2N·s/kg。在质量分数15%Al、HTPB质量分数为12%和10%的配方中,SMX质量分数可分别达到45%和65%;最高比冲可分别达到2 652.9和2 679.3N·s/kg,比HTPB三组元能量优化配方分别高57.9和84.3N·s/kg。在不含Al或Al含量很低的配方中,SMX可取代全部AP。     

高固体含量高强度丁羟推进剂工艺调节技术研究

阐述不同燃速的高固体含量高强度丁羟推进剂的工艺调节技术,研制出了中低燃速、中燃速和高燃速3种燃速范围,固体质量分数≥90%、20℃最大抗拉强度≥2.5MPa的丁羟推进剂配方,其工艺性能良好,并成功应用于高性能固体火箭发动机。     

固体推进剂同向双螺杆元件混合性能模拟

首先设计了4种固体推进剂用螺杆元件,并进行了固体推进剂药浆的流变性能测试,通过使用Polyflow软件对4种螺杆元件的流场进行数值模拟。对各螺杆元件流场的剪切速率、加权平均剪切应力、平均回流系数、累积停留时间分布等表征螺杆元件混合性能以及流场特性的指标进行分析,对比4种螺杆元件的分散和分布混合性能,并建立了螺杆元件混合性能的评价体系。结果表明,KB元件和S型元件对药浆有较好的综合混合性能,有利于固体推进剂的混合。     

储氢合金对GAP基高能固体推进剂性能的影响

在聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基固体推进剂体系中,采用储氢合金取代不同含量的微米级铝粉,获得无孔的高能固体推进剂。采用扫描电镜表征了含储氢合金的GAP基固体推进剂的微观形貌,采用药块分别测试了推进剂的安全、力学、静态燃烧性能和爆热,并采用BSFΦ75发动机测试了动态燃烧性能。结果表明,含储氢合金药块的密度比原配方的密度略低,内部结合更紧密。一定含量的储氢合金不影响原配方的安全性能和力学性能,可提高原配方的动、静态燃速。随着储氢合金质量分数从9%增加至18%(全部取代微米级铝粉),推进剂的静态燃速无明显变化。