4H,8H-双呋咱并[3,4-b:3′,4′-e]吡嗪(DFP)有机双胺盐的合成及性能研究

为改善4H,8H-双呋咱并[3,4-b:3′,4′-e]吡嗪(DFP)结构存在的酸性问题,以DFP和有机胺为原料,合成了DFP的氨基胍盐(DAGDFP)、氨基脲盐(DSDFP)、1,3-二氨基胍盐(DBAGDFP)、脒基脲盐(DGUDFP)、胍盐(DGDFP)、缩二胍盐(DBGDFP)、三氨基胍盐(DTAGDFP)等7种有机双胺盐化合物;通过核磁共振谱、红外光谱和元素分析对其结构进行了表征;采用DSC和TG法分析了目标化合物的热性能;采用BAM标准方法测试了机械感度;通过Kamlet-Jacobs方程和最小自由能法分别计算了DFP双胺盐的爆轰参数和单元推进剂的燃烧性能。结果表明,DFP双胺盐热稳定性良好,撞击感度均大于40J,摩擦感度均大于360N,为钝感含能离子盐;DSDFP热分解温度为273.4℃,理论爆速为7891m/s,爆压为27.07GPa,比冲为2352N·s/kg,特征速度为1462.9m/s,爆轰性能优于TNT,比冲和特征速度较偶氮四唑胍盐(GZT)大幅提高,有望应用于气体发生剂和固体推进剂等。     

高能浇铸AP/Al/CMDB推进剂的制备和性能

通过优化配方中AP和Al的质量百分比,设计并制备了一种於浆浇铸AP/Al/CMDB推进剂,并系统研究了推进剂的比冲、工艺等.研究表明,当扩张比为100∶1(p=10 MPa)时,该推进剂的比冲高达2637N· s· kg-1;工艺、力学和燃烧性能也较好,特别是压强指数较低(0.47,1～10MPa; 0.37,10～20 MPa);其感度和化学安定性可满足火箭发动机自由装填的要求.TG-DSC分析表明,这种推进剂的热重损失可分为三段,而在DSC曲线上仅能观察到两个热分解过程,而火焰分析表明,该推进剂的火焰仍为典型的扩散火焰.     

推进剂加注量对发动机工作的影响

分析了造成推进剂加注量增大的一些原因,并定量分析了推进剂加注量对发动机工作的影响。     

再生冷却电弧加热发动机性能研究

采用再生冷却技术设计了一种新型电弧加热发动机。介绍了发动机的本体结构、实验系统、参数测量系统及小推力测量系统。采用氩为推进剂,在真空室中进行了发动机的性能实验。电弧加热发动机的比冲大约为1372～1764m/s,其比冲随流量的增大而减小,随功率的增大而增加;发动机效率大约为30%～57%,其效率随流量的增大而增大,随功率的增大而减小。     

P(BAMO-r-AMMO)在推进剂中的应用

以3,3′-双叠氮甲基环氧丁烷-3-叠氮甲基-3′-甲基环氧丁烷无规共聚物(P(BAMO-r-AMMO))为高分子预聚物,通过能量计算优化配方组成,制备了固含量为80%的P(BAMO-r-AMMO)基热固性复合推进剂。采用最小自由能法对3种配方进行了能量计算,用表界面张力仪、氧弹式量热仪、差示扫描量热仪(DSC)和静态拉伸试验测定了样品的密度、爆热、玻璃化转变温度(Tg)和力学性能。结果表明,该复合推进剂在10MPa压强下的标准理论比冲可达275.43s,密度为1.7924g/cm3,爆热达6 124kJ/kg,Tg为-50.80℃,拉伸强度为1.24MPa,断裂伸长率为21%,高于相同配方下端羟基聚丁二烯(HTPB)基和聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基热固性复合推进剂,较HTPB基和GAP基热固性复合推进剂有更优良的综合性能。     

硝酸铵基推进剂的能量计算与分析

采用最小自由能法计算了含有氧化剂HNIW、AP和HMX及粘合剂BAMO、GAP、PET和HTPB等成分的硝酸铵（AN）基推进剂的能量特性参数，分析了上述成分对AN推进剂能量的影响。结果表明，高能化合物HNIW并不是在任何含量的粘合剂条件下提高AN基推进剂能量的幅度均高于其它氧化剂。当粘合剂含量为15％，HNIW提高推进剂能量的幅度大于HMX小于AP；粘合剂含量为5％时，HNIW提高推进剂能量幅度高于其它两种氧化剂。在低含量（〈12％）的粘合剂体系中，使用惰性粘合剂有利于提高推进剂的能量；在粘合剂含量较高（〉13％）的体系中，含能粘合剂提高能量的幅度优于惰性粘合剂，且GAP优于BAMO，每种粘合剂都有一最佳用量。     

纳秒激光烧蚀液态工质冲量耦合特性研究

激光微推进技术是利用激光与物质相互作用产生的力学效应实现推进的一种新的激光动力的电推进技术。液态工质是激光微推进工质选择的最新热点,其与激光相互作用所形成的冲量耦合特性决定了液态工质激光微推进性能的好坏。利用激光干涉差动测量微小冲量的扭摆装置,以聚叠氮缩水甘油醚(GAP)、单组元凝胶推进剂(单推-3)和甘油为工质,测量注入不同激光能量条件下,所形成的冲量和冲量耦合系数大小,进而针对冲量耦合性能较好的GAP 工质,测量了比冲和烧蚀效率。结果表明:液态GAP 冲量耦合特性较好,冲量耦合系数一般在500 uN/W 以上,最高可达1 493.0 uN/W,但是,比冲和烧蚀效率较低,比冲最高仅为140 s,烧蚀效率为37.6%。     

含CL-20的BAMO/THF固体推进剂能量特性及低特征信号

在BAMO/THF推进剂基础配方中添加高能氧化剂六硝基六氨杂异伍兹烷,同时降低铝粉和高氯酸铵含量,以降低特征信号。对具体配方的能量水平进行了理论计算,研究高氯酸铵、铝粉和催化剂含量对含CL-20的BAMO/THF推进剂能量特性的影响。计算结果表明,随着高氯酸铵、铝粉含量的降低和CL-20的增加,推进剂的比冲增加,体系的特征信号降低。     

一种小型姿控推冲器输出性能的试验研究

从主装药、点火药、喷管和剪切片4个方面对姿控推冲器进行了设计,并通过推力试验验证了主装药类型、点火药类型、喷管的喉径、扩张比和扩张角以及剪切片厚度和材料对输出性能的影响规律。结果表明：主装药采用改性双基推进剂GQ-3时推冲器比冲可达207.5s;点火药采用硼-硝酸钾点火药时点火时间最小为0.32ms;喷管喉径为Φ2.5mm、扩张角为70°、扩张比为2.4时总冲量达到3.50N·s,比冲达208.6s;剪切片采用0.3mm厚的铜带时作用时间最短为4.15ms,峰值推力达到1420N。     

激光化学微推进推力性能的实验研究

影响激光化学微推进推力性能的主要因素为激光和推进工质的参数。对不同厚度的自研制双基药复合工质进行了推力性能的实验研究。实验中,激光焦斑为50 μm,激光功率密度为4.74×10⁴ W/cm². 实验发现随着工质厚度的增加,工质的冲量耦合系数有渐增的趋势,而比冲有渐减的趋势。将激光功率提高近1倍,选用功率为1.80 W的半导体激光器,25 μm厚的双基药复合工质的冲量耦合系数和比冲分别达到了130.8 dyne/W和493.0 s,此时,名义上的激光能量利用率高达316.4%,是聚氯乙烯（PVC）工质的6.46倍,化学能的释放更加充分。