高氯酸铵对改性双基推进剂燃速的影响

本文概述了含高氯酸铵(AP)改性双基推进剂的燃烧特点,并得出 AP粒度和含量对燃速影响的回归方程。由此方程可预估含 AP 推进剂的燃速,也可根据燃速来选择 AP 的粒度和含量及碱式亚铬酸铜(C·C)的含量     

AP和铝粉对AP-CMDB推进剂燃烧性能的影响

通过测定推进剂不同压强下的燃速和压强指数,研究了高氯酸铵(AP)和铝粉的粒度及含量对AP-CMDB推进剂燃烧性能的影响.结果表明,减小AP粒度和增大铝粉粒度均能有效提高AP-CDMB推进剂的燃速,推进剂在10～20 MPa压强范围内的燃速压强指数随AP和铝粉粒度的减小而明显增大;铝粉的质量分数低于14%时,调节不同比例的AP和铝粉含量对AP-CMDB推进剂的燃烧性能影响不明显,铝粉的质量分数高于14%时,由于铝粉燃烧不完全导致推进剂的燃速降低.     

无铝低燃速NEPE推进剂的燃烧性能

采用水下声发射法测定了无铝低燃速NEPE推进剂的燃速,研究了增塑剂种类、高氯酸铵(AP)与奥克托今(HMX)含量、AP粒度级配以及降速剂对无铝NEPE推进剂燃烧性能的影响。结果表明,通过选择合适的增塑剂、调整AP/HMX的相对含量、AP粒度级配以及采用有效的降速剂可使推进剂基础配方在3.5MPa下静态燃速达到4.0~5.5mm/s,2~5MPa下静态压强指数可降至0.30以下;NEPE推进剂燃烧时,NO2的生成速度越慢或NO2的含量越低,则推进剂的燃速越小,反之则越高。     

CL-20含量及其粒度级配对NEPE推进剂燃烧性能的影响

采用静态与水下声发射法测试了CL-20含量及其粒度级配对NEPE推进剂燃速与压强指数的影响;采用DSC与TG-IR联用研究了CL-20对NEPE推进剂热分解行为的影响。结果表明,随着CL-20质量分数由42%增至50%,推进剂燃速与压强指数上升,燃烧效率提高,表明CL-20氧化能力高于GAP/硝酸酯含能黏合剂体系;随着CL-20/HMX、CL-20/Al质量比增高,推进剂燃速上升,燃烧效率上升;CL-20对推进剂燃速和压强指数的贡献高于HMX;随着CL-20/AP质量比增高,CL-20/AP混合体系分解产物氧化能力降低,燃烧反应速率降低,燃速降低;CL-20粒度级配对NEPE推进剂燃烧行为影响显著,当CL-20的粒径(d50)在5~50μm时,随着细粒度CL-20含量增高,推进剂燃速与燃速压强指数下降;当体系中存在超细粒度CL-20(d50=500nm)时,推进剂燃速与燃速压强指数随着超细粒度CL-20含量的增加而有所增加,4种粒度CL-20对NEPE推进剂燃速的贡献顺序为:粗粒度>中粒度>超细粒度>细粒度。     

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。     

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。     

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。     

丁羟推进剂细高氯酸氨应用研究

通过加入常规细高氯酸氨(AP)、超细AP,改变AP粒度、粒度级配的试验,考查其对丁羟推进剂燃速性能的影响。试验证明:采用超细AP部分地替代非球形常规细AP,推进剂燃速显著提高。     

团聚硼对富燃料推进剂燃速的影响

通过调节黏合剂种类和团聚工艺,采用于法硼团聚工艺制取球形度良好、粒径为0．105～0．19mm的团聚硼粒子,并制得硼质量分数32％、热值约32MJ／kg、工艺性能良好的含硼富燃料推进剂;采用靶线法测试含硼富燃推进剂的燃速及压强指数,并测试不同AP粒度级配、镁铝合金粒径以及团聚硼粒径对富燃推进剂燃速的影响。结果表明,减小AP粒度及团聚硼粒径、增加超细AP含量和固体组分含量,可大大改善含硼富燃推进剂的燃烧性能。而镁铝合金粒径对推进剂的燃烧性能基本没有影响。     

CL-20粒度对GAP/AP/Al高能推进剂燃烧性能的影响

为了研究CL-20粒度对含Al高能固体推进剂燃烧性能的影响,通过捏合浇铸工艺制备了含不同粒度CL-20(14μm、115μm)的GAP/AP/Al高能推进剂,采用靶线法测定了推进剂在不同压强下的燃速,并计算了压强指数;利用微型高温热电偶测温技术、燃烧火焰单幅照相技术研究了CL-20粒度对该推进剂燃烧性能影响的机理。结果表明,7～18MPa下含粗粒度(115μm)CL-20的GAP/AP/Al推进剂的燃速比含细粒度(14μm)CL-20的推进剂高7%～37%;2～10MPa下前者压强指数为0.52,后者为0.46;粗粒度CL-20较细粒度提前进行部分分解,分解产物除催化自身分解反应外,还促进了AP的分解,从而提高了相应推进剂凝聚相反应区的温度攀升速率,并使推进剂的燃速更高。     

GAP高能低特征信号推进剂的燃烧性能调节

研究了硝胺种类、固体组分含量和粒度、增塑剂与GAP的增塑比及燃速催化剂对GAP高能低特征信号推进剂在11~19MPa下燃烧性能的影响。结果表明,当HMX取代推进剂样品中的RDX时,推进剂的燃速较高,压强指数从0.72降至0.63;在AP和HMX总质量分数为67.5%的条件下,随着AP质量分数由5%增至30%,推进剂燃速逐渐增大,压强指数由0.82降至0.45;减小AP粒度以及在配方中添加燃速催化剂或调节过渡金属化合物J1/J2的配比,可较大幅度地增加推进剂燃速和降低压强指数,其中,J1与J2总质量分数为3%,二者质量比为2∶1和1∶1时,推进剂的压强指数较小,分别为0.50和0.48;随着HMX粒度减小及增塑剂与GAP黏合剂的增塑比的降低,推进剂的燃速和压强指数降低。     

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。     

含硼富燃推进剂压强指数的影响因素

为获得含硼推进剂压强指数的主要影响因素,采用捏合机混合物料,真空浇注、恒温固化的方法制备推进剂试样,靶线法测试推进剂(0.5～1.5MPa)燃速,用u=apn方程求得推进剂的压强指数.实验结果表明,HTPB含量、AP含量及粒度级配、催化剂含量对推进剂的压强指数均有不同程度的影响.HTPB含量减少、AP含量增加、AP重均直径减小、催化剂含量增加,均可提高推进剂的压强指数.     

含BUTACENE的AP/Al/HTPB推进剂性能研究

测试了含BUTACENE的AP/Al/HTPB推进剂的常规性能,考察了BUTACENE在推进剂中对燃速、力学性能和粘度的影响,并用差示扫描量热法(DSC)研究了推进剂的热分解特性。研究表明:BUTACENE能有效地提高推进剂的燃速,同时使推进剂表现出优良的力学性能和工艺性能;BUTACENE促使AP的高温分解温度降低和推进剂表观分解热的增大,催化气相反应是它提高推进剂燃速的主要原因。     

桥塞投放工具用低残渣低燃速复合推进剂

为改进我国第一代桥塞投放工具用复合推进剂燃烧残渣率大和燃速高的缺点,以KNO3/AP/HTPB体系为基础设计了一种桥塞投放工具用复合推进剂.研究了不同种类降速剂、AP粒度以及催化剂对该推进剂的燃速、残渣率以及燃烧稳定性的影响.结果表明,降速剂草酸铵对复合推进剂有较好的降低燃速和残渣率的作用,AP粒径的增加有利于降低推进剂的燃速,加入催化剂可改善此推进剂燃烧稳定性.此复合推进剂经数百次油井桥塞座封施工证实,具有低残留、低燃速的优点,其综合性能显著优于国内第一代产品,达到国外先进水平.     

含LLM-105无烟CMDB推进剂的燃烧性能

采用燃速-靶线法研究了2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)的含量和粒度、不同复合燃烧催化剂(A-Pb/A-Cu/CB、B-Pb/B-Cu/CB、C-Pb/C-Cu/CB)及辅助增塑剂(三醋酸甘油酯(TA)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP))对含LLM-105无烟复合改性双基(CMDB)推进剂燃烧性能的影响。结果表明,随着LLM-105含量的增加,不同压强下推进剂的燃速均有明显降低,添加质量分数25%的LLM-105可使10MPa下推进剂的燃速下降达53.3%;粗颗粒LLM-105降低推进剂燃速的效果优于细颗粒,用粗颗粒LLM-105替代等量细颗粒LLM-105,可使不同压强下推进剂的燃速降低,10MPa下推进剂的燃速降低1.5mm/s;添加C-Pb/C-Cu/CB催化剂,推进剂在6~18MPa下的压强指数由0.43降至0.25。用TA替代DEP,可降低推进剂的燃速及压强指数。     

新型负载燃速催化剂对NEPE推进剂燃速的影响

设计了以新型碳系纳米材料(CN)为载体的负载燃速催化剂BC-1/CN和BC-2/CN,通过热重(TG)分析和差示扫描量热法(DSC)联用研究了负载燃速催化剂对AP热分解行为的影响,研究了负载燃速催化剂种类和含量对NEPE推进剂燃烧性能的影响。结果表明,CN能够增强BC-1和BC-2对AP热分解的催化作用,从而显著降低AP的分解温度;随着负载燃速催化剂中CN含量的提高,NEPE推进剂在15MPa下的燃速由15.72mm/s增至24.68mm/s,增幅达57%,压强指数由0.60降至0.46;当负载燃速催化剂中CN的质量分数为10%时,NEPE推进剂的燃速高达34.8mm/s,而药浆的工艺性能没有明显恶化,综合作用效果最好。     

用ACP提高固体推进剂的燃速

用快燃物ACP提高改性双基推进剂、AP／HTPB复合推进剂和N-15D推进剂的燃速,取得了非常显著的效果。在HMX和RDX改性双基推进剂配方中加入不同粒度不同含量的ACP,推进剂的燃速均能提高,压强指数基本无变化。在AP基复合推进剂配方中加入ACP,其燃速均有不同程度的提高,而且在7～15MPa的压强范围内,压强指数小于0．45。成功地进行Ф64mm发动机试验,并获得稳定的P-t曲线。N-15D推进剂配方的燃速较低,加入ACP后,燃速也有提高,压强指数稍有增大。结果表明,加入ACP后燃速提高效率分别是：HMX改性双基推进剂配方为40．62％,RDX改性双基推进剂配方为38．00％,复合推进剂配方为37．35％,N-15D推进剂配方为9．90％。     

固体火箭发动机装药端面燃烧燃速畸变现象分析

分析比较了引发固体火箭发动机装药燃速畸变的因素,如壁面附近的增塑剂、固化剂的迁移以及细氧化剂聚集等。认为固体装药燃速畸变现象产生的根本原因是壁面附近的氧化剂颗粒质量分数高于中心区域,氧化剂平均粒度低于中心区域。为验证这一理论分析,用基于粒状扩散火焰（GDF）模型得到的推进剂燃速计算公式,以氧化剂的含量和粒度为变量,计算了AP推进剂的燃速。结果表明,燃速计算值的变化趋势与理论分析结果相一致。     

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.