NEPE推进剂的燃烧转爆轰特性

介绍了燃烧转爆轰的研究方法、表征参数和影响因素.用DDT管、光电管、应变片、验证板研究了NEPE推进剂混合过程中的燃烧转爆轰特性.研究结果表明,NEPE推进剂药浆的诱导爆轰距离与其在DDT管中的装填密度存在典型的U形曲线关系;当实际装填密度大于理论装填密度的95%时,NEPE推进剂药浆在试验条件下无法发生燃烧转爆轰,同时,NEPE推进剂药浆的诱导爆轰距离与DDT管的破碎程度具有较好的相关性,诱导爆轰距离越小,DDT管的破碎程度越严重.由于立式混合机的密闭性及混合过程中推进剂药浆的不均匀性,NEPE推进剂在混合过程中存在燃烧转爆轰的可能性.     

发射药燃烧转爆轰的试验研究

为研究发射药燃烧转爆轰特性及其影响因素,采用联合国危险分级试验中燃烧转爆轰试验方法对单、双、三基以及不同药型的发射药进行燃烧转爆轰试验。结果表明,在管厚4mm弱约束条件下,只有三基小粒发射药发生爆轰,在管厚9mm强约束条件下,6/7双基药、6/7叠氮发射药、6/7三基药以及三基小粒药发生爆轰。发射药配方中添加硝化甘油(NG)、叠氮硝胺(DA)和黑索金(RDX)以及减小药型尺寸,可增强发射药的燃烧转爆轰能力,同时,提高壳体约束强度更易发生燃烧转爆轰。     

p(BAMO-AMMO)热塑性高能推进剂燃烧转爆轰试验研究

采用燃烧转爆轰(DDT)管法研究了p(BAMO-AMMO)热塑性推进剂主要固体组分RDX和AP含量、AP粒度及级配等对其燃烧转爆轰响应规律的影响。结果表明,在相同试验条件下,含质量分数65%AP的p(BAMOAMMO)推进剂发生了燃烧转爆轰响应,而含等量RDX的p(BAMO-AMMO)推进剂仅发生了燃烧反应。当RDX质量分数从65%增加到85%时,样品由燃烧反应变为燃烧转爆轰反应。含等量细粒度(d50=1.0μm)AP的推进剂发生燃烧转爆轰的倾向较含粗粒度AP(d50=105μm)的低。当粗、细AP以质量比为10∶3级配时,p(BAMOAMMO)推进剂未发生燃烧转爆轰反应。     

含ACP改性双基推进剂的燃烧转爆轰实验研究

为研究快燃物ACP对改性双基推进剂燃烧转爆轰性能的影响,利用DDT管建立相应的测试系统,对推进剂在多孔装药条件下的燃烧转爆轰过程进行了实验研究.实验中采用电离探针和压电式压力传感器记录了燃烧与爆轰波阵面的位置一时间关系和压力波形图,利用实验结果计算并比较了波阵面的传播速度、爆轰形成点的位置以及药床不同位置的压力值.结果表明,快燃物ACP能够增大改性双基推进剂转爆轰的倾向,当ACP的质量分数从5%增加到7%时,装药燃烧转爆轰的倾向增大比较明显.     

光电三极管在研究推进剂燃烧转爆轰行为中的应用

用探针法研究 DDT管中高能推进剂的燃烧波和爆轰波的传播特性 ,因各种因素的影响难以得到满意的结果 ,用光电三极管代替电离探针可得到相对理想的结果     

压装高能炸药的燃烧转爆轰实验研究

用电探针和压力传感器测定了质量分数为95%压装高能炸药(密度为1.86 g/cm~3)的燃烧转爆轰特性.研究了点火药量和约束条件对压装高能炸药燃烧转爆轰过程的影响.结果表明,压装高能炸药难以发生燃烧转爆轰,点火药药量从1.5 g增至3.0 g时,炸药的反应强度有所提高,但对燃烧转爆轰的影响较小.在强约束条件下,该压装炸药能基本实现燃烧转爆轰,爆轰诱导距离约为545 mm.     

低铝含量HTPB固体推进剂的燃烧特性

为研究低铝含量推进剂的燃烧特性,以铝粉质量分数5%的低铝含量HTPB推进剂为对象,以铝粉质量分数12%～18%的HTPB推进剂为参比,通过水下声发射、BSFΦ75及BSFΦ165标准试验发动机等测试方法研究了低铝含量推进剂的燃烧性能和能量性能。结果表明,同一固含量条件下,低铝含量推进剂燃速较高,压强指数没有明显变化;铝粉粒度越细,低铝含量推进剂燃速和燃速压强指数越大;经BSFΦ75发动机内弹道p(压力)—t(时间)曲线验证,8～10MPa内低铝含量推进剂燃烧稳定;经BSFΦ165发动机试车验证,7MPa下,低燃速低铝含量推进剂实际比冲2387N·s/kg,比冲效率达到97.3%,高燃速低铝含量推进剂实际比冲2465N·s/kg,比冲效率达到98.6%。低铝含量推进剂燃烧效率高,相近燃速下低铝含量推进剂与常规铝含量推进剂能量在同一水平。     

NEPE推进剂燃烧性能研究

NEPE高能固体推进剂因其优良的综合性能具有十分良好的应用前景。通过调整氧化剂含量、种类及含能增塑剂用量,对NEPE推进剂的燃烧速度和燃速压力指数进行了调节,燃速在9．3～11．6mm／s(7.0MPa)范围内可调，燃速压力指数由0．61降为0.54。     

复合固体推进剂老化特征研究进展

对复合固体推进剂老化特征及其影响因素以及在老化研究中常用试验方法和寿命预估方法进行了概述,详细阐述了国内外HTPB(端羟基聚丁二烯)、NEPE(硝酸酯增塑聚醚)、叠氮聚醚3种不同黏合剂体系推进剂老化性能的研究进展和相关结论。     

含铝HMX-CMDB推进剂燃烧残渣特征分析

为进一步了解CMDB推进剂中含铝凝聚相燃烧产物的形成机制及影响因素,对Al/HMX-CMDB推进剂燃烧残渣的形貌、表面成分及粒径分布进行了研究;制备了具有不同HMX/Al质量比(30∶7、22∶15)及不同铝粉粒径(1～2、13、30μm)的4种推进剂样品。采用靶线法测定了推进剂样品在压强为2～18MPa范围内的燃速;在恒压燃烧室中收集了推进剂在1MPa下产生的凝聚相燃烧产物;利用扫描电子显微镜(SEM)和光学显微镜对残渣形貌进行了观测,利用X衍射射线能谱(EDS)对残渣表面成分进行分析,并对残渣粒径进行了统计。结果表明,在2～18MPa下,增加铝粉含量和降低铝粉粒径会使推进剂燃烧效率降低,使铝团聚难以充分燃烧而产生大量残渣;观察到6类粒径大于20μm的球形和不规则形状残渣颗粒,其表面主要由铝和氧化铝构成;对残渣粒径统计表明,使用粒径13μm铝粉并且在其质量分数为7%时产生的残渣粒径较小,而质量分数增至15%时会使残渣粒径增大。     

室温固化催化剂的研制和在固体推进剂中的应用

研制了 3种有机金属化合物TEPB p、TEPB m和TEPB o,均为白色结晶 ,纯度 >99.0 %。通过热分析方法、推进剂配方工艺研究与性能测试 ,探讨了它们对NEPE和丁羟固体推进剂固化反应的催化作用。结果表明 ,其催化活性高 ,能降低固化反应温度 ,能使推进剂药浆在室温 (35℃或 35～ 4 0℃ )保温 7～ 8d完全固化 ,并使获得的推进剂具有良好力学性能 ,因而它们可用作室温固化催化剂。     

利用选择性溶解法研究NEPE推进剂的微观结构

为探索NEPE复合固体推进剂的微观结构特征，了解各组分在推进剂中的微观形态，对NEPE复合固体推进剂在水和三氯甲烷中的溶解过程进行了现象观测，得到了质量损失及离子浓度变化数据。用扫描电子显微镜对溶解剩余物进行了形貌观测。结果表明，NEPE推进剂中的黏合剂把固体颗粒粘结在一起。从微观结构上看NEPE推进剂比较致密，水和三氯甲烷都只能以渗透方式缓慢进入。推进剂中黏合剂的交联程度不高，未交联的黏合剂很容易被溶解；黏合剂受力伸长时包覆在其中的固体颗粒易脱离出来。     

含N,N-二硝基哌嗪无烟改性双基推进剂的燃烧性能

以CMDB推进剂为基础,用N,N-二硝基哌嗪(DNP)替代推进剂中的RDX,研究了DNP含量、燃烧稳定剂(CaCO3、TiO2、MgO及Al2O3)、燃烧催化剂(铅盐、铅盐/铜盐、铅盐/铜盐/炭黑)对DNP-CMDB推进剂燃烧性能的影响。结果表明,DNP可明显降低无烟CMDB推进剂的燃速,当DNP完全替代RDX时,在18MPa压强下推进剂的燃速降低约68%;铅盐/铜盐/炭黑燃烧催化剂复配体系能够有效降低DNP-CMDB推进剂的燃速压强指数,使其出现平台燃烧效应。     

铜盐和碳黑对微烟NEPE推进剂燃烧性能的影响

通过测定不同压力下推进剂的燃烧性能及熄火表面元素分析,研究了两种铜盐（AD和BC）和3种碳黑对微烟NEPE推进剂燃烧性能的影响.结果表明,适量AD可改善推进剂的燃烧性能,使推进剂在3～20 MPa压力范围内的压强指数降至0.45以下;AD在12～18 MPa压力范围内比等量BC对微烟NEPE推进剂燃烧性能的催化作用弱,这可能与AD所含铜元素在燃面的富集程度小于BC有关.3种碳黑均能改变微烟NEPE推进剂在3～18 MPa压力范围内的燃速.增加乙炔碳黑含量可使推进剂在3～20 MPa压力范围内的燃速提高,压力指数降低.     

HTPB推进剂危险性实验研究

依据联合国危险品分级方法,探讨了热刺激、机械刺激和冲击波刺激对低燃速HTPB推进剂、高燃速HTPB推进剂和四组元HTPB推进剂危险性的影响。结果表明,3种HTPB推进剂的热安定性良好,但对火焰热刺激均十分敏感,具有爆燃性;高燃速HTPB推进剂对机械刺激也极其敏感,摩擦感度(p)为96%,撞击感度特性(H50)为37.2 cm。在无约束条件下,3种HTPB推进剂裸药柱对雷管爆轰作用不敏感,而在钢管的强约束条件下,四组元HTPB推进剂对爆轰冲击波作用敏感,隔板值大于18mm。     

适应高压强的HTPB推进剂的燃烧性能

为改善高压强下HTPB推进剂的燃烧特性,研究了碳酸盐复合调节剂、二茂铁衍生物G、高氮化合物M、纳米铝粉和纳米金属氧化物对HTPB推进剂燃烧性能的影响.结果表明,碳酸盐复合调节剂能够降低推进剂的燃速和压强指数;二茂铁衍生物G能够提高推进剂的燃速,同时将推进剂在8.60～17.12MPa下的压强指数降至0.27;高氮化合物也可降低推进剂的燃速和压强指数;将高氮化合物M与二茂铁衍生物G配合使用可将推进剂在8.63～16.48MPa下的压强指数降至0.24; 纳米铝粉和包覆的纳米金属氧化物可明显降低推进剂的燃速压强指数.     

Al粉在高燃速AP/CMDB推进剂中的应用

采用量热仪、燃速仪、PDSC分别研究了含不同粒度和含量Al粉的高燃速AP/CMDB推进剂的爆热、燃烧性能与热分解特性。结果表明,推进剂爆热与Al粉的含量成正比;Al粉质量分数为0~8%时,对推进剂燃烧性能无明显影响;Al粉粒度由14μm减小至5μm时,推进剂爆热降低40J/g,热分解放热量增加107J/g,7~10MPa压强下推进剂燃速提高1~1.8mm/s,7~22MPa下压强指数由0.56降至0.50;当Al粉(质量分数3%)粒度减小为150nm时,推进剂的爆热降低93J/g,热分解放热量增加343J/g,18~22MPa压强下的燃速提高2~3mm/s。