固体推进剂

摘要： 从本刊刊载情况看,2021年对于固体火箭发动机技术及其相关领域的发展有几个值得一提的事情。首先,我国自主研发的Φ3.2 m分段式固体火箭发动机和Φ3.5 m整体式复合材料缠绕固体火箭发动机相继试车成功,标志着我国打通了Φ3 m以上大型固体火箭发动机研制的关键技术链路;其次,2021年在以超燃、推力可调可控特种发动机等为代表的新型智能固体火箭发动机技术,以双级延伸喷管级间热分离展开过程仿真、内弹道性能精准预示、推进剂/衬层/绝热层粘接界面模拟等为代表的固体火箭发动机精细化设计与仿真技术,固体火箭发动机用先进复合材料技术等诸多领域研究取得了一些成果;最后,本刊首次刊载了碳纳米(石墨烯)材料在宇航推进领域应用的专栏文章,与读者分享石墨烯制备及其在含能材料、复合材料中的应用进展。

摘要： 采用水热法制备了BiFeO_(3)、BiFeO_(3)/GO、钾离子掺杂BiFeO_(3)/GO及铈离子掺杂BiFeO_(3)/GO四种复合材料,研究了材料结构、形貌及其对HMX热分解的催化作用,结果发现铈离子掺杂能够有效降低掺杂铁酸铋的粒径分布,铈离子掺杂的BiFeO_(3)/GO对HMX的热分解表现出很好的催化作用,使之热分解起始温度从281°C提前至209°C。分别向丁羟推进剂中添加2%的钾离子掺杂及铈离子掺杂BiFeO_(3)/GO,在3~9 MPa压强下的燃速测试表明含这两种燃速调节剂的丁羟推进剂在相同压强下的燃速和压强指数基本相同,与具有相似组成的含亚铬酸铜及铜铬复合氧化物的丁羟推进剂相比,含掺杂铁酸铋的推进剂燃速更高,压强指数(0.52)与含亚铬酸铜推进剂(0.52)相同,略低于含铜铬复合氧化物的丁羟推进剂(0.54)。

摘要： 目的掌握HTPB推进剂老化过程中,温度和湿度对其力学性能的影响及贡献程度。方法对HTPB推进剂进行不同湿热条件下的加速老化试验,并测量不同老化时间推进剂的质量损失分数和力学性能,结合推进剂在温度和湿度下的作用机理,对质量损失分数随老化时间的变化规律进行分析,以最大拉伸强度作为性能指标,对HTPB推进剂湿热老化过程进行湿热双因素方差分析。结果湿度对HTPB推进剂质量损失分数的影响起主导作用,在75%~85%有一个湿度拐点值,大于或小于这个拐点值,推进剂遵循不同的质量损失分数变化规律。温度和湿度对推进剂最大抗拉强度方差分析的F值均大于其临界值,影响显著。相比而言,湿度的影响更加显著,整个老化过程中,温度和湿度的影响作用表现出先增加、后下降的趋势。温湿交互作用在试验前期和后期对推进剂的影响不显著,而在试验中期较为显著,同样呈现出先增大、后减小的规律。结论湿度对推进剂最大拉伸强度影响的贡献率最大,温度次之,交互作用最小。从时间轴上看,湿度的贡献率表现为单调递增趋势,温度为单调递减趋势,交互作用呈现抛物线趋势。

摘要： 以承受轴向冲击的单孔管状药柱为例,利用ANSYS有限元分析软件,对存在断裂缺陷的药柱动态响应特性进行分析。通过对比4种不同裂纹缺陷情况下药柱位移分布情况,分析和探讨了裂纹缺陷形态对药柱完整性的影响,所得到的结论对于药柱损伤诊断和评价具有一定指导意义,同时也为分析复杂结构药柱裂纹缺陷提供了一种有效的途径。

摘要： 奥克托今(HMX)作为含能材料在能够提高推进剂能量性能的同时可改变推进剂的燃烧过程,广泛用于固体推进剂中。为了研究HMX含量对推进剂点火、燃烧、团聚和凝聚相燃烧产物特性的影响,采用推进剂燃面拍摄、激光点火以及凝聚相燃烧产物收集方法对HMX含量在0%~10%范围内的典型四组元推进剂进行试验研究。结果表明:随着HMX含量由0%增加到10%,推进剂的点火延迟时间由191 ms增加到286 ms,推进剂的燃速和压强指数均减小,凝聚相燃烧产物的体积平均粒径D_(43)由48.1μm增加到138.3μm。含10%HMX的推进剂燃面上铝的团聚程度最大,而含8%HMX的推进剂凝聚相燃烧产物中活性铝的含量最高。

摘要： 固体推进剂推进与毁伤一体化技术,可以在战略战术临时更改而导致推进剂未燃尽的情况下,通过起爆固体火箭发动机内的余药,达到提高导弹毁伤效果的目标,具有拓展导弹的战略用途、充分发挥导弹性能和高效利用高附加值资源的意义。目前,受国外的技术封锁,固体推进剂推进与毁伤一体化技术尚有关键技术亟待突破。首先,基于固体推进剂点火后的反应增长过程,提出了固体推进剂在燃烧时可控向爆轰状态转换是实现推进与毁伤一体化技术的关键,其中燃烧转爆轰机理和燃烧性能控制是重要支撑技术。然后,进一步阐述了能量性能控制对固体推进剂推进及毁伤性能的重要作用。最后,提出了采用可控起爆或发动机-战斗部一体化实现固体推进剂推进与毁伤一体化的设想。未来应加强复合含能材料燃烧与爆轰可控转换机理、可控起爆原理及控制方法、发动机-战斗部结构及装药一体化等的研究,以支撑固体推进剂推进与毁伤一体化技术的发展。

摘要： 为了抑制固体火箭发动机羽流的二次燃烧,最好的方法是在推进剂配方中添加钾盐作为抑制剂。介绍了无机钾盐如KNO_(3)、K_(2)SO_(4)、K_(3)AlF_(6)、KA、含能硝基配合物、含能亚硝酸复合钾盐KE和有机钾盐KD等对固体推进剂的分解动力学、羽流电子密度、火焰结构和温度、燃烧速率、燃烧波结构、熄火表面及平台燃烧效应的影响。还介绍了一些新型有机含能与不含能的钾盐。对目前固体推进剂消焰剂的研究中存在的问题及未来发展方向进行了展望,可为相关领域的研究提供借鉴。

摘要： 针对固体推进剂在温度交替变化下贮存寿命评估难的问题,提出一种基于修正Coffin-Manson模型的寿命评估方法.首先,利用固体推进剂在多个加速应力水平下的温度循环加速退化数据,采用线性回归方法获得性能退化曲线;然后,结合失效阈值确定不同加速应力水平下的伪寿命;最后,采用多元回归方法确定加速模型—修正Coffin-Manson模型,进而外推正常条件下固体推进剂贮存寿命.采用本方法评估某固体推进剂在实际应力水平下的贮存寿命为16.7 a,与实际贮存寿命相比误差约为7.22%,表明该方法具有有效性和可行性,可以推广到其他固体推进剂或弹药在温度交替变化环境下的贮存寿命评估.

摘要： 装药结构完整性分析已成为制约固体火箭发动机研制水平的瓶颈问题之一,基于粘弹性力学理论,综述归纳了固体推进剂装药结构完整性分析的研究现状,重点介绍了药形结构、材料性能、载荷形式和老化贮存4个因素对推进剂结构完整性的影响,分别指出各个因素在固体推进剂结构完整性研究中取得的成就、存在的问题以及未来的发展方向,以期为后续药柱及发动机的设计与寿命评估提供参考。

摘要： 综述了目前应用较广泛的硝酸酯类增塑剂、硝氧乙基硝胺类增塑剂、偕二硝基类增塑剂3类含能钝感增塑剂在固体推进剂中的应用情况及对其性能的影响,并指出了今后含能钝感增塑剂研究的重点方向。指出含能钝感增塑剂优异的钝感性能和较高的能量使其作为硝化甘油(NG)的替代者,可以大幅度降低推进剂的机械感度,并且具有优异的热稳定性;作为惰性增塑剂的替代者时,可以大幅度提高推进剂的能量,并能提高推进剂的燃速,可有效解决推进剂能量与钝感的矛盾。建议今后应加强以下方面研究:含能钝感增塑剂的钝感机理研究,用以提高推进剂的能量及不敏感性;含能钝感增塑剂对固体推进剂塑化机理和增塑效能研究,以提高含新型高能钝感增塑剂的固体推进剂的力学性能。

摘要： 药柱是固体火箭发动机的重要组成部分,它既是发动机的能量来源,也是发动机的承载结构.药柱在发动机全生命周期过程中易受到外部环境影响,是发动机的薄弱环节,药柱结构一旦失效会导致发动机直接报废,对药柱失效的发动机点火甚至会引发爆燃、爆炸甚至爆轰等灾难性的后果,严重危及人员及高价值作战/试验平台的安全,造成不可估量的损失.因此,建立可靠的固体火箭发动机药柱结构完整性的评估方法和失效判据是固体火箭发动机研制的重要工作.目前,固体火箭发动机的设计中,主要采用标准哑铃型固体推进剂试件常压下单轴拉伸下最大伸长率作为药柱结构完整性的失效判据.本文针对两类固体推进剂开展不同温度、围压、拉伸速率等条件下的单轴拉伸试验,获得了该两类固体推进剂在不同条件下的应力-应变曲线,研究了两类固体推进剂在不同条件下的力学特性.进一步分析后认为,单纯以固体推进剂标准哑铃型试件常压下单轴拉伸的最大伸长率作为药柱结构的失效判据已不能充分满足固体发动机装药结构的设计需求,亟需要开展进一步的研究,针对固体推进剂的配方、固化工艺、载荷历程及应用环境等建立更加完善、合理的药柱结构完整性失效判据.

摘要： 为了减小推进剂药柱在制造过程中所产生的残余应力应变,进一步提高发动机工作可靠性,对固体推进剂加压固化工艺进行了研究.通过检测壳体形变,验证了加压固化工艺的可行性,证实了推进剂加压固化的有效性,对于消除推进剂固化降温过程形成的应力应变有一定的缓解作用.完成了两发Ф480mm发动机及两发Ф1000mm发动机加压固化,在国内首次实现了固体推进剂加压固化,发动机经地面点火试验,取得了圆满成功.

摘要： 为了研究几种典型固体推进剂的脆性性能参数,利用联合国关于危险货物运输的建议书中所建脆性试验方法对固体推进剂进行了易碎性试验,试验得出,在经常使用的5种固体推进剂中,CMDB改性双基固体推进剂临界撞击速度为232.6m/s,HTPB丁羟固体推进剂临界撞击速度为123.4m/s.结果表明,CMDB改性双基固体推进剂在受到撞击时不易发生燃烧转爆轰反应,而HTPB丁羟固体推进剂在受到撞击时易发生燃烧转爆轰反应.

摘要： 固体推进剂及其粘接体系中发生的组分迁移会给固体火箭发动机带来一系列不良影响,如力学性能下降、能量损失、界面脱粘等.因此国内外对迁移现象开展了大量的研究,其中固体推进剂组分迁移测试方法的研究受到广泛重视.对于迁移现象采用的研究方法主要有浸渍增重法、联合试件法、夹层法和干涉法.迁移组分的检测表征方法主要分为色谱及色谱质谱联用法、光谱法以及表面分析法.

摘要： 为详细了解螺旋挤压工艺对高固体含量推进剂性能产生的影响,根据计算流体动力学(CFD)理论,利用网格重叠技术,借助于POLYFLOW软件数值模拟了单螺杆均化段挤压过程.分析了流道内压强、温度、速度、剪切速率和粘度场的分布规律,并研究了不同工艺条件对螺压挤出过程中物料参数的影响,包括螺杆转速、螺杆温度以及套筒温度.结果表明,在螺杆相同的位置,随着转速的不断增加,药料温度、压力、剪切速率以及速度均增加;随着螺杆温度或套筒温度的升高,物料温度和速度均升高,压力和剪切速率均减小.该研究为进一步优化单螺杆生产工艺参数提供了理论依据.

摘要： 为了研究高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)降压条件下火焰熄灭的异相吹离效应,建立了AP/HTPB二维周期性三明治非稳态燃烧模型,气相采用两步总包反应,耦合气固热边界层,加入AP/HTPB降压熄火温度判据,并进行了初始燃烧压力2.14MPa～8.14MPa,初始降压速率60.8MPa/s～160.8MPa/s工况下的数值模拟对比分析.结果表明:随着压力的下降,燃烧火焰由扩散占优转变为预混占优;AP(g)是引起异相吹离效应的主要因素;非稳态燃烧熄火时间随初始燃烧压力的增大而延长,随降压速率的增大而缩短.

摘要： 为了研究高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)降压条件下火焰熄灭的异相吹离效应,建立了AP/HTPB二维周期性三明治非稳态燃烧模型,气相采用两步总包反应,耦合气固热边界层,加入AP/HTPB降压熄火温度判据,并进行了初始燃烧压力2.14MPa～8.14MPa,初始降压速率60.8MPa/s～160.8MPa/s工况下的数值模拟对比分析.结果表明:随着压力的下降,燃烧火焰由扩散占优转变为预混占优;AP(g)是引起异相吹离效应的主要因素;非稳态燃烧熄火时间随初始燃烧压力的增大而延长,随降压速率的增大而缩短.

摘要： 为了研究高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)降压条件下火焰熄灭的异相吹离效应,建立了AP/HTPB二维周期性三明治非稳态燃烧模型,气相采用两步总包反应,耦合气固热边界层,加入AP/HTPB降压熄火温度判据,并进行了初始燃烧压力2.14MPa～8.14MPa,初始降压速率60.8MPa/s～160.8MPa/s工况下的数值模拟对比分析.结果表明:随着压力的下降,燃烧火焰由扩散占优转变为预混占优;AP(g)是引起异相吹离效应的主要因素;非稳态燃烧熄火时间随初始燃烧压力的增大而延长,随降压速率的增大而缩短.

摘要： 为了研究高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)降压条件下火焰熄灭的异相吹离效应,建立了AP/HTPB二维周期性三明治非稳态燃烧模型,气相采用两步总包反应,耦合气固热边界层,加入AP/HTPB降压熄火温度判据,并进行了初始燃烧压力2.14MPa～8.14MPa,初始降压速率60.8MPa/s～160.8MPa/s工况下的数值模拟对比分析.结果表明:随着压力的下降,燃烧火焰由扩散占优转变为预混占优;AP(g)是引起异相吹离效应的主要因素;非稳态燃烧熄火时间随初始燃烧压力的增大而延长,随降压速率的增大而缩短.

摘要： 为了研究高氯酸铵/端羟基聚丁二烯(AP/HTPB)降压条件下火焰熄灭的异相吹离效应,建立了AP/HTPB二维周期性三明治非稳态燃烧模型,气相采用两步总包反应,耦合气固热边界层,加入AP/HTPB降压熄火温度判据,并进行了初始燃烧压力2.14MPa～8.14MPa,初始降压速率60.8MPa/s～160.8MPa/s工况下的数值模拟对比分析.结果表明:随着压力的下降,燃烧火焰由扩散占优转变为预混占优;AP(g)是引起异相吹离效应的主要因素;非稳态燃烧熄火时间随初始燃烧压力的增大而延长,随降压速率的增大而缩短.

摘要： 本发明提供了一种高固体含量NEPE固体推进剂浆料、推进剂及制备方法，属于固体推进剂技术领域。所述浆料的制备方法，包括以下步骤：称取原料，其中，所述原料包括高氯酸铵、硝铵炸药、铝粉、粘合剂体系、固化剂及功能助剂，所述铝粉为特细铝粉或者特细铝粉与FLTQ1铝粉的混合物，所述特细铝粉的粒度d

摘要： 本发明涉及提高固体推进剂力学性能的组合功能助剂及包含该组合功能助剂的固体推进剂，组合功能助剂包括苯胺和安定剂，其中苯胺和安定剂占固体推进剂总质量的百分比含量分别为苯胺0.03％～0.35％，安定剂0.3％～2％；本发明采用苯胺和安定剂的组合功能助剂，改善了界面作用，苯胺中的羟基可进入推进剂网络结构中，调节粘合剂的网络密度，同时苯胺中的苯环为刚性结构，作为硬段可显著提升推进剂强度和模量，从而提高了高能固体推进剂力学性能；同时采用高效安定剂，改善抑制苯胺组合功能助剂与硝酸酯的化学相容性，抑制硝酸酯在弱碱性条件下的分解，起到了进一步提高了推进剂力学性能的作用。

摘要： 本发明主要涉及生产固体复合推进剂(具有填充有高氯酸铵和铝的聚氨酯粘合剂)的方法。典型地，所述推进剂的高氯酸铵药料由各自具有特定的单峰粒径分布的至少两种药料获得。因此，能够减少氧化铝在发动机后部的沉积和推力振荡。本发明还涉及固体复合推进剂、固体推进剂药料及相关的火箭发动机。

摘要： 本发明涉及一种用于制备用于火箭推进的低于室温冷却的(低温的)单元固体推进剂，特别是由多相的液-固-推进剂构成的推进剂的方法，在该推进剂中至少一种作为氧化剂或燃料的的反应剂含有在常温下的液相或气相，如互不相溶的液体组分的乳浊液、在液体组分中的固体悬浮液或经液体浸渍的堆料。此外本发明还涉及一种用于火箭推进的低温固体推进剂，特别是多相的准单元燃料-氧化剂-联合。所以本发明的任务是，与传统的可储存的固体推进剂、混合推进剂或液体推进剂相比较提高低温固体推进剂的有效功率，并在避免昂贵的液体管理维护和同时不用对低温固体推进剂进行持久点火的情况下，以简单的方式改善它的可储存性和经济性。该任务以这样解决，即将至少一种以燃料或氧化剂的形式作为反应剂的液相或气相带入固态的、用互相相连存在的空室形成的、由与液相互补形成的反应剂所构成的结构中，并将液相或气相通过冷冻而在固体结构内转变成在常温以下稳定的低温固相。

摘要： 本发明提供了一种高固体含量NEPE固体推进剂浆料、推进剂及制备方法，属于固体推进剂技术领域。所述浆料的制备方法，包括以下步骤：称取原料，其中，所述原料包括高氯酸铵、硝铵炸药、铝粉、粘合剂体系、固化剂及功能助剂，所述铝粉为特细铝粉或者特细铝粉与FLTQ1铝粉的混合物，所述特细铝粉的粒度d

摘要： 本发明涉及提高固体推进剂力学性能的组合功能助剂及包含该组合功能助剂的固体推进剂，组合功能助剂包括苯胺和安定剂，其中苯胺和安定剂占固体推进剂总质量的百分比含量分别为苯胺0.03％～0.35％，安定剂0.3％～2％；本发明采用苯胺和安定剂的组合功能助剂，改善了界面作用，苯胺中的羟基可进入推进剂网络结构中，调节粘合剂的网络密度，同时苯胺中的苯环为刚性结构，作为硬段可显著提升推进剂强度和模量，从而提高了高能固体推进剂力学性能；同时采用高效安定剂，改善抑制苯胺组合功能助剂与硝酸酯的化学相容性，抑制硝酸酯在弱碱性条件下的分解，起到了进一步提高了推进剂力学性能的作用。

摘要： 本发明主要涉及生产固体复合推进剂(具有填充有高氯酸铵和铝的聚氨酯粘合剂)的方法。典型地，所述推进剂的高氯酸铵药料由各自具有特定的单峰粒径分布的至少两种药料获得。因此，能够减少氧化铝在发动机后部的沉积和推力振荡。本发明还涉及固体复合推进剂、固体推进剂药料及相关的火箭发动机。

摘要： 本发明涉及固体推进剂用的复合组合物，它含有氧化药料、液体多元醇聚合物、由二茂铁衍生物组成的燃烧催化剂和铝药料。所述铝药料的特征在于是亚微米或甚至纳米的药料。本发明还涉及膏体或固体推进剂以及相应的固体推进剂药柱。

摘要： 本发明涉及一种用于制备用于火箭推进的低于室温冷却的(低温的)单元固体推进剂，特别是由多相的液－固－推进剂构成的推进剂的方法，在该推进剂中至少一种作为氧化剂或燃料的反应剂含有在常温下的液相或气相，如互不相溶的液体组分的乳浊液、在液体组分中的固体悬浮液或经液体浸渍的堆料。此外本发明还涉及一种用于火箭推进的低温固体推进剂，特别是多相的准单元燃料－氧化剂－联合。所以本发明的任务是，与传统的可储存的固体推进剂、混合推进剂或液体推进剂相比较提高低温固体推进剂的有效功率，并在避免昂贵的液体管理维护和同时不用对低温固体推进剂进行持久点火的情况下，以简单的方式改善它的可储存性和经济性。该任务以这样解决，即将至少一种以燃料或氧化剂的形式作为反应剂的液相或气相带入固态的、用互相相连存在的空室形成的、由与液相互补形成的反应剂所构成的结构中，并将液相或气相通过冷冻而在固体结构内转变成在常温以下稳定的低温固相。

摘要： 本发明提供一种声共振快速混合固体推进剂的工艺方法，包括：S1、将所述粘合剂、增塑剂、键合剂按一定比例和氧化剂在声共振混合容器中预混反应直至混合混匀；S2、加入固化剂并混合均匀；S3、加入金属燃烧剂以及配方其他剩余组分，继续混合至设定时间后出料，得到快速混合的推进剂物料。本发明可以安全高效的完成固体推进剂组分间化学反应和体系网络建立，在20min内实现推进剂药浆的均匀混合。与常规混合工艺相比，混合效率提高6‑12倍，且制备的推进剂性能相当或更优。