硝胺改性双基推进剂燃速压力指数的数值模拟

提出了硝胺改性双基推进剂燃速压力指数的化学数学模型,给出了燃速压力指数公式。利用此公式,可由推进剂的组成直接计算不同压力下的燃速压力指数,其结果不但反映出压力指数的变化趋势,而且在数值上与实测值也十分一致。同时,从基本模型出发,讨论了影响推进剂燃速压力指数的化学结构因素。     

化学结构对平台推进剂催化燃烧性能影响的理论分析

利用建立的以准一维气相反应流为基础的推进剂稳态燃烧模型,计算了推进剂配方组成对催化燃烧性能的影响,从化学结构的角度分析了平台燃烧的影响因素。由此解释了平台燃烧全过程的化学本质和推进剂燃速压强指数的化学本质,提出了平台推进剂配方和燃速优化设计的原则,为燃速和燃速压强指数的调节提供了理论依据,其结论与国内外实践结果相一致。     

颗粒粘结高燃速固体推进剂燃速的数值拟合

应用推进剂燃烧特征化学基团方法预估了推进剂中小粒药的燃速和速燃粘结剂的燃速，将预估结果与实验结果之间相相似理论的方法建立了计算机数值模拟公式。     

燃烧催化剂对含CL-20无烟NEPE推进剂燃烧性能的影响

采用靶线法测试了2~15MPa下含CL-20无烟NEPE推进剂的燃速,通过调节不同种类燃烧催化剂(铅盐、铜盐和炭黑)及其复配催化剂,研究了催化剂对含CL-20无烟NEPE推进剂燃烧性能的影响。分析了含CL-20和催化剂的无烟NEPE推进剂的催化作用机理。结果表明,随着CL-20含量的增加,推进剂的燃速明显增大,当CL-20质量分数为30%时,15 MPa下推进剂的燃速可提高68%。与单组分催化剂和多组分催化剂相比,复配后的双组分燃烧催化剂对推进剂燃速的催化效果最明显,含NTO-Pb/AD-Cu复配催化剂的推进剂在15MPa下的燃速增至25.66mm/s。φ-Pb/乙炔炭黑燃烧催化剂使推进剂在10~15MPa出现平台燃烧,燃速压强指数降至0.22,在2~15MPa下降至0.52。     

特种压强指数的推进剂

总结了近10年来具有平台燃烧效应的复合固体推进剂的研制成果。燃速添加剂EM_(503)及组合添加剂MT在推进剂配方中应用,可以获得具有不同燃速的、特低压强指数的推进剂配方。此类配方工艺、力学性能良好,具有实用性。同时对取得平台燃烧效应的机理进行了实验分析。     

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ＮＣ的硝化度加大，都有利于提高推进剂的燃速。     

新型燃烧稳定剂对浇铸RDX-CMDB推进剂燃烧性能的影响

为选择理想的新型燃烧稳定剂,研究了WB、WC、ZrB2、ZrO2、SiC和BN对浇铸RDX-CMDB推进剂燃速和燃速压力指数的影响。结果表明,6种材料都能降低推进剂的燃速,但降低幅度各有差异;ZrB2、ZrO2和SiC对推进剂燃速的降低作用随其粒度的减小而增大;WB和WC在一定含量下可以降低推进剂18～20.5MPa下的燃速压力指数;只有BN使推进剂的燃烧平台效应消失。     

铝粉含量对CL-20/Al-CMDB推进剂燃速的影响

为了研究铝粉含量对含CL-20改性双基推进剂燃烧性能的影响,采用静态燃速仪测试了CL-20/Al-CMDB推进剂的燃速,拟合了燃速公式并分析了CL-20/Al-CMDB推进剂的燃烧过程及铝粉对燃速的影响。结果表明,6~10MPa下推进剂的燃速与铝粉含量的平方(w~2_(Al))呈相互平行线性关系,10~16MPa下速率常数(k)在一条直线上,说明CL-20/Al-CMDB推进剂的燃烧反应速度仅与Al的含量有关;进一步分析燃烧表面暗区Al表面积大小对推进剂燃速的影响,发现4~11.5MPa时Al在暗区吸热导致燃速下降,11.5~16MPa下Al在火焰区燃烧产生的热量对暗区的热反馈抵消了其吸收的热量,使燃速增加;Al在燃烧表面的吸热过程对燃速的影响因素定义为Al的惰性热稀释。     

ACP对无烟改性双基推进剂能量和燃烧性能的影响

含ACP的无烟改性双基推进剂能量特性理论计算表明,ACP对推进剂的能量影响较小。研究了不同工艺对含ACP无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响。实验结果表明,ACP对压伸工艺制备的推进剂燃速没有显著提高,但能大幅度地提高浇铸无烟改性双基推进剂的燃速。分析了ACP提高无烟改性双基推进剂燃速的作用机理,认为ACP可增加燃烧表面积和热量向燃烧表面积的反馈,使推进剂的燃速大增。     

高氯酸铵(AP)粒度对端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂燃烧特性的影响

本文研究了含铝粉的HTPB推进剂中AP粒度对推进剂燃烧速度和燃速压力指数的影响。结果表明:AP粒度越小,推进剂燃烧速度就越高、燃速压力指数亦随之增加,并给出了相应的经验公式。本文应用Summerfield粒状扩散火焰模型对AP粒度与HTPB推进剂燃烧特性的关系进行了讨论。     

含快燃物改性双基推进剂燃速模型的建立

建立了含4种不同晶形快燃物(立方体、球形、长方体、片状)无烟改性双基推进剂的燃烧数学模型,推导出推进剂燃速数学表达式,以及在推进剂燃烧方向上快燃物有效使用粒径的数学表达式。运用建立的数学模型分别计算了含5％和7％快燃物ACP的某推进剂在不同压强下的燃速,计算结果与实测燃速基本吻合。     

高氯酸铵(AP)粒度对端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂燃烧特性的影响

本文研究了含铝粉的 HTPB 推进剂中 AP 粒度对推进剂燃烧速度和燃速压力指数的影响。结果表明:AP 粒度越小,推进剂燃烧速度就越高、燃速压力指数亦随之增加,并给出了相应的经验公式。本文应用 Summerfield 粒状扩散火焰模型对 AP 粒度与 HTPB 推进剂燃烧特性的关系进行了讨论。     

含钾盐消焰剂的硝化棉基钝感推进剂燃烧性能研究

了含钾盐的硝化棉基钝感推进剂的燃烧性能。结果发现,钾冰晶石的加入严重地破坏了钝感推进剂的平台燃烧效应,而消焰剂ＫＤ对平台的破坏作用较小。含ＫＤ的推进剂燃速率和平台范围可通过组合催化剂的变化来调节。ＢＴＴＮ取代ＴＭＥＴＮ后,燃速有所增加,平台效率得以保持。添加硝基胍使得推进剂在８－９ＭＰａ燃速发生“突跃”高压下有平台区出现。     

NC/Bu-NENA基推进剂性能研究(Ⅰ):推进剂能量及燃烧性能

为了研究丁基-硝氧乙基硝胺(Bu-NENA)对NC基推进剂能量及燃烧性能的影响,通过俄罗斯Real软件计算了Bu-NENA对推进剂的能量性能的影响;通过吸收-压延的方法制备了推进剂样品,测试了推进剂的密度、爆热、比容、点火延迟、燃速,计算了压强指数;通过燃烧波、火焰照片以及熄火表面探讨了Bu-NENA对推进剂燃烧性能影响的机理。结果表明,在NC基推进剂中Bu-NENA替代NG使能量下降,但是产气量增加,使推进剂的燃速大幅度下降,2MPa下燃速降幅75%以上,20MPa下燃速降幅64%以上;压强指数提升,NC/NG基推进剂用部分催化剂可能对NC/Bu-NENA基体系失效;推进剂的点火延迟时间增加;推进剂的燃速大幅度降低的原因可能是因为Bu-NENA在燃烧时挥发吸热以及燃温降低带来的热反馈降低。     

用推进剂燃速设计实验发动机的工作压力

用推进剂恒压燃速仪的燃速和一些能量计算数据来设计实验发动机的工作压力,从而解决了推进剂新配方设计时发动机试验喷喉难以选定的问题。     

PNI对RDX/Al-CMDB推进剂燃烧性能的影响

采用吸收-压延方法制备了含4-硝基咪唑铅盐(PNI)的RDX/Al-CMDB推进剂样品,用靶线法测试了其燃速,研究了PNI与炭黑组成的二组元催化剂,PNI、炭黑和安定剂组成的三组元催化剂,PNI与不同种类铅盐组成的多组元催化剂对RDX/Al-CMDB推进剂燃烧性能的影响。结果表明,PNI是一种有效的含能燃烧催化剂;PNI与炭黑或β铅盐的混合物可使推进剂出现平台或麦撒燃烧;当PNI的质量分数为4.0%时,推进剂的压强指数降至0.07;1.0%PNI和2.5%β-Pb的混合物使推进剂的压强指数降至-0.13。含PNI改性双基推进剂的燃速可调,出现平台或麦撒区间。     

颗粒粘结高燃速推进剂燃速设计方法的研究

介绍了颗粒粘结高燃速固体推进剂的工艺特点,利用推进剂燃烧特征化学基团方法预估了几种小药粒和速燃粘结剂的燃速,提出了颗粒粘结高燃速固体推进剂燃速的设计方法.     

新型致密型多孔燃烧固体推进剂

阐述了过去致密型多孔燃烧高燃速、超高燃速固体推进剂（简称致密型多孔燃烧固体推进剂）的设想及随后发现的国内外与之类似的有关实验现象。分析了这种推进剂能提高燃速的机理。指出致密型多孔燃烧固体推进剂具有常规和多孔推进剂的几乎所有优点，是一种具有强生命力的新型推进剂。     

低铝含量NEPE推进剂燃烧性能研究

研究了铝粉含量为8％的NEPE推进剂。采用配浆浇铸法制备推进剂，并用恒压静态燃速仪测试了推进剂的燃烧性能。考察了NG／DEGDN的比例、AP粒度、HMX粒度对燃速及燃速压力指数的影响。发现增大NG／DEGDN的比例、减小AP粒径或增加细粒度AP含量，将提高NEPE推进剂的燃烧速度，压力指数升高；而HMX粒度降低，NEPE推进剂燃速降低，压力指数降低；不同来源的PbCO3对NEPE推进剂燃烧性能影响很大。     

纳米催化剂对无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响

用均匀设计和多元回归分析方法研究了纳米含能有机铅盐n-ONPP、纳米有机铜盐n-PAC和炭黑复配对无烟改性双基推进剂燃烧性能的影响,并建立了多元回归数学分析模型.结果表明,n-ONPP和n-PAC复配或n-ONPP和炭黑的复配,对提高无烟改性双基推进剂2～6MPa的燃速效果显著,而对提高该推进剂在6～22MPa的燃速效果不明显.但一定量且比例适当的n-ONPP、n-PAC和炭黑复配,能显著提高无烟改性双基推进剂在中低压下的燃速,且在中高压段使推进剂出现平台燃烧,但平台燃烧的压强范围随着催化剂比例的不同而不同.理论分析表明,在2～4MPa,对无烟改性双基推进剂燃速起决定作用的是n-PAC和炭黑;n-ONPP、n-PAC和炭黑三者之间的相互作用对燃速也有一定的作用.在6MPa以上,n-ONPP和n-PAC对燃速起决定作用,炭黑起辅助作用.