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。     

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。     

对含细颗粒多孔高氯酸胺推进剂燃烧性能的研究

介绍了国外对含细颗粒多孔高氯酸胺（ＦＰＡＰ）推进剂燃烧性能的研究,并同含细颗粒高氯酸胺（ＦＡＰ）的推进剂作了比较,结果表明ＦＰＡＰ推进剂的燃速高于ＦＡＰ推进剂,且ＦＰＡＰ推进剂的燃速随着ＦＰＡＰ含量的增加而升高。最后,用多火焰燃烧理论分析探讨了ＦＰＡＰ推进剂燃速升高的原因所在,这对深入开展推进剂燃烧性能的研究起着十分重要的作用。     

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。     

HNO3-27S密度与其组分含量关系初探

本文通过对大量实验数据的分析，指出了影响ＨＮＯ３－２７Ｓ密度的重要因素，建立了ＨＮＯ３－２７Ｓ密度与其组分含量之间的数学模型，利用回归关系式可以精确地通过Ｎ２Ｏ４和Ｈ２Ｏ含量计算ＨＮＯ３－２７Ｓ在１５℃时的密度。     

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。     

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。     

燃气混合火箭发动机的燃烧特性

利用高能物质缩水甘油叠氮聚醚（ＧＡＰ）和贫氧高氯酸铵（ＡＰ）系复合推进剂作燃气混合火箭发动机的燃烧剂，用四氧化二氮（ＮＴＯ）、硝酸（ＨＮＯ３）和一氧化二氮（Ｎ２Ｏ）作氧化剂进行试验，取得燃气混合火箭发动机的燃烧特性。同时利用开关控制液体氧化剂的流量求出了对推力的控制效果。以ＮＴＯ，ＨＮＯ３和Ｎ２Ｏ作氧化剂时，燃烧效率可达９２％以上。利用开关控制流量不仅可以平滑控制推力，而且容易点火，从而得出主发动机也可作为推力控制装置的结论。     

GAP／AN叠氮化聚合物推进剂的感度特性

研究了ＧＡＰ／ＡＮ系复合推进剂的冲击特性与热特性。明确了利用添加固化剂的比例和硝酸酯、二辛基己二酸酯可以改善推进剂的物理性能，以及速率决定过程不受物理性能支配。ＮＣ可明显降低临界冲击波压力，而１４．８％ＨＭＸ与ＡＰ大体没有影响。由于ＮＣ分解温度低，分解生成物的反应性高，可以降低热冲击性，所以ＧＡＰ／ＴＭＥＴＮ／ＡＮ推进剂显示出良好的热冲击性。有效利用硝酸酯类不仅可以提高ＧＡＰ／ＡＮ推进剂的燃烧性能，而且可以改善感度特性     

凝胶化燃料的燃烧与稳定特性

凝胶状物质具有液体和固体两种特性。即在不加外力时始终保持一定状态，而对其施加外力时形状可自由变化。使用凝胶化燃料时该特性具有很大作用。即凝胶化燃料可以贮存在与液体燃料同样的燃料箱内，而且对其加压可以喷射。由于凝胶化燃料具有液体与固体的特性，因此，与液体推进剂同样容易处理，而且更安全，可望成为未来的推进剂。凝胶化硝酸（ＨＮＯ３）与缩水甘油叠氮聚醚（ＧＡＰ）的理论比冲可达２３５２Ｎ·ｓ／ｋｇ。另外，试制的凝胶化硝酸的喷射特性在喷咀直径为０．２ｍｍ以上时与水的相同，在振动试验中没有发生断裂等，证明了试制的凝胶是稳定的。用试制的凝胶化硝酸作氧化剂与以ＡＰ系复合推进剂的分解气体作为混合火箭进行燃烧试验取得了７５％～８０％的Ｃ＊效率。     

胶体推进剂的研究与应用

肢体推进剂兼具液体推进剂和固体推进剂的优点，因而近半个世纪以来国内外都在努力研制这种新概念推进剂，并由此发展先进的肢体推进技术，即“灵巧”推进技术。美国已成功地进行了肢体推进技术的地面试验和飞行试验。从理论上说，任何液体推进剂都可以制成肢体推进剂。因此，肢体推进剂既可以用于单组元推进系统，也可以用于双组元推进系统；既可以用于运载火箭，也可以用于武器系统。本文论述肢体推进剂和肢体推进技术的发展趋势和研究目标，简要介绍国内研究概况，并提出今后的研究设想。     

二茂铁衍生物／极细高氯酸铵系高燃速复合推进剂的研究（1）

利用液体二茂铁衍生物燃速催化剂、极细（１．５μｍ）高氯酸铵、超细（０．１μｍ）铝粉和银丝等组合物，探讨提高端羟基聚丁二烯（ＨＴＰＢ）复合推进剂燃速的可能性，并研究了各组份及其组合物提高燃速的效果。试制了２，２－双乙基二茂铁丙烷（ＢＥＦＰ）和二－正下基二茂铁（ｄｉ－ｎＢＦ），并与其它试剂──二茂铁和固体氧化铁催化剂的催化效果和催化机理进行了比较。二茂铁衍生物与氧化铁催化剂都使高氯酸铵（ＡＰ）的高温分解温度向低温方向移动，但该效应与压力无关。另外，二茂铁衍生物催化剂不仅能提高燃速，而且有降低推进剂压力指数的效果，可能具有与氧化铁不同的催化作用。     

HTPB/AP(RDX)/Al/GFP推进剂静态燃速的预估

通过大量实验数据分析，发现复合推进剂的静态燃速与燃速催伦剂的含量及氧化剂的比表面成指数关系，其相关系数则与复合推进剂各组份含量有关，据此提出了一个适用ＨＴＰＢ／ＡＰ（ＲＤＸ）／Ａｌ／ＧＦＰ推进剂静态燃速顶估的经验公式。     

硼粒子表面包覆对富燃料推进剂热分解特性的影响

借助于ＤＴＡ、ＴＧ、ＤＳＣ等热分析手段，研究了硼表面包覆对Ｂ／Ｍｇ／ＡＰ／ＨＴＰＢ富燃料推进剂热分解特性的影响。用于硼粒子表面包覆的材料有ＡＰ、ＫＰ及ＬｉＦ。为便于对比，对含未包覆硼的基础配方也作了相应分析。研究表明，硼包覆有助于提高硼粒子的反应活性，可促进燃料的热分解。从而对提高含硼富燃料推进剂的燃烧性能极为有利。     

火箭推进剂的发展特点分析

通过对火箭推进剂发展过程的回顾，介绍了火箭推进剂的现状，分析了火箭推进荆的发展特点，提出了新一代火箭推进剂的雏形，在航天和军事领域具有一定的参考价值。     

A~3NPL推进剂的燃烧

在过氯酸铵(以下简称AP)系推进剂的燃气中,含有大量的酸性氯化氢(HCI)。降低燃气中的这种有害气体甚为必要。本文探讨了硝酸铵(以下简称AN)作为推进剂氧化剂的实用性。硝酸铵推进剂价格低廉,燃气中不含有害物质。AN系复合推进剂的缺点是比冲低,在理论上添加金属铝可以提高比冲。为了提高点火性能及燃烧效率,在本研究中还探讨了由AN、AP、AI组成的推进剂的燃烧特性。这种称为A~3 NPL推进剂的燃烧特性,可以借助AN、AP、AI的不同添加量来调节。小型火箭发动机的燃烧实验结果表明:(1)AN系复合推进剂中添加的AI在燃烧室内熔融成层状物附着于喷管内壁,不能完全燃烧,致使比冲下降;(2)用AP取代AN系复合推进剂中的部份AN,可以提高AI的燃烧效率和增加比冲,并大幅度减少燃烧产物中的酸性气体。     

高能复合改性双基推进剂的燃速特性(Ⅲ)——推进剂初始温度的影响

为探讨改变含能量的双基推进剂和ＨＭＸ／ＣＭＤＢ推进剂的燃速与推进剂初始温度的关系，利用套罩式药条燃烧器研究了其燃烧波结构。影响各种推进剂燃速与推进剂初始温度关系的物理特性量，主要是燃烧表面温度与暗区温度。双基推进剂含能量越多，燃速的温度感度越小。增加推进剂含能量和推进剂的初始温度时，燃烧表面温度增加，沸腾区的反应加速，暗区温度上升，沸腾区的温度梯度扩大，流向燃烧表面的热流束增加，从而燃速增加。ＨＭＸ／ＣＭＤＢ推进剂含能量多时燃速对温度的感度变小。增加推进剂能量并降低推进剂初始温度时，燃烧表面温度下降，沸腾区的反应减慢，暗区温度下降，沸腾区温度梯度变小，流向燃烧表面的热流束减少，从而燃速降低。     

含铝硝胺推进剂配方优化设计

利用正交设计方法对含铝硝胺推进剂配方进行了优化设计，并结合工艺性能确定出优选的推进剂配方。     

高能复合推进剂的燃烧机理——高能粘合剂的效果

研究证明，ＡＰ系复合推进剂的粘合剂中能量越高燃速也越高。在本试验压力范围内供试验用的推进剂出现燃烧中断，当粘合剂中ＡＭＭＯ含量为８０％以上时，在４ＭＰａ压力下燃烧中断，并有推进剂的绝热火焰温度越高燃速越高的趋势。推进剂的燃烧热显示，在粘合剂中ＡＭ－ＭＯ含量在８０％以下时，ＡＭＭＯ含量越多燃烧热越高，而燃烧热越高绝热火焰温度也越高。推进剂的燃烧热越高燃速也越高。已知叠氮化聚合物单体燃速的速率决定阶段是凝缩相反应，本研究证明，在ＡＰ系复合推进剂中从气相到燃烧表面的热流束影响推进剂燃速的速率决定阶段。     

硝铵/过氯酸铵复合推进剂的燃烧机理

硝铵/过氯酸铵复合推进剂中的硝铵和过氯酸铵颗粒是独立分解的。而且,由于燃烧速度随硝铵添加量成比例地下降,所以,对于硝铵/过氯酸铵复合推进剂的燃烧速度模型,可以用硝铵/粘合剂与过氯酸铵颗粒的燃烧速度相加的一次式来评价。在求硝铵/过氯酸铵复合推进剂中的硝铵/粘合剂的燃烧速度时,证明其速度比硝铵系复合推进剂的燃烧速度高。这主要是因为燃烧表面附近气相中的反应速度增加的原因。硝铵/过氯酸铵复合推进剂的燃烧速度,可以用改变过氯酸铵颗粒燃烧速度的方法来改变。在过氯酸铵颗粒的体积装填系数固定时,过氯酸铵颗粒的直径越小,燃烧速度越大。