负压强指数复合固体推进剂的研究进展

概述了负压强指数推进剂的优点及国内外研究情况,指出负压强指数推进剂并不是在全压强段都具有负的压强指数,而是仅在某一个压强区间产生负压强指数。归纳了负压强指数推进剂的配方体系,聚氨酯体系推进剂和聚丁二烯体系推进剂在适当的添加剂的作用下均可产生负压强指数,产生负压强指数的决定性因素,不仅取决于黏合剂种类,也取决于黏合剂+添加剂的组合。基于易熔黏合剂的复合固体推进剂出现平台燃烧及负压强指数现象的机理是,高氯酸铵在不同覆盖情况下有被催化的凝相反应和反向汽化的推进剂的非常规燃烧。总结了负压强指数性能的调节途径,提出了开展聚氨酯体系推进剂负压强指数性能拓展研究、高能推进剂及丁羟推进剂体系负压强指数化研究,以及负压强指数机理研究的建议。

AP含量及粒度级配对含硼富燃推进剂压强指数的影响

通过燃速测试、高压DSC和TG实验,研究了AP含量及粒度级配对含硼富燃推进剂压强指数的影响。压强指数采用r=apn方程求得。燃速测试结果表明,AP含量增加,AP重均直径减小,均使压强指数升高。DSC和TG分析表明,推进剂中AP含量增加,重均直径越小,推进剂失重速度较快,高压时推进剂放热量增加,燃速增加较大,因而压强指数较高。

燃速催化剂对NEPE固体推进剂能量和压强指数的影响

分析了燃速催化剂对NEPE高能固体推进剂理论比冲和燃速压强指数的影响.在固体含量为68.4％～74.9％的范围内,观察到随着固体氧化剂和金属燃烧剂含量的增加,标准理论比冲(Iss°)从2660.0N.s/kg增至2682.7N.s/kg.如加入1.52％～2.05％的燃速催化剂.则Iss°下降为2640.5～2660.0,采用复合燃速催化剂可使推进剂的燃速压强指数降至0.655～0.716,其含量不应低于1.5％～2.1％。

降低硝胺推进剂燃速和压强指数的暗区增强理论

在分析总结高能硝胺推进剂燃速特性和燃烧火焰结构的基础上．提出了重点降低高压段燃速及其压强指数的暗区增强理论；并选择了数种添加剂对上述理论进行了验证。实验结果表明．所选择或合成的添加剂都可同时降低燃速和压强指数；燃烧火焰结构验证实验也表明，加入PC30／PC35组合添加剂显著增加了暗区的厚度，降低了暗区的压强敏感性和总化学反应组数；同时组合添加剂的抑制作用效率随着压强的增加而增强．这导致推进剂在燃速降低的同时．压强指数也随之降低。这些实验结果充分证明了暗区增强理论的正确性。

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（0.5~1.5M Pa）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。

HTPB/镁铝合金含量对含硼富燃推进剂压强指数影响

通过推进剂的燃速、热重(TG-DTG)分析和高压差示扫描(DSC)分析手段研究了端羟基聚丁二烯(HTPB)/镁铝合金(MA)含量变化对含硼推进剂压强指数的影响。采用燃速u与压强P的关系u=apn,求出该推进剂的压强指数n(压强范围0.5 MPa^1.5 MPa)。燃速测试实验结果表明,当HTPB/MA含量为27.3%/3%时,压强指数为0.280,而当HTPB/MA含量为20.3%/10%时,压强指数升高到0.420。通过推进剂的TG-DTG和DSC热分析可知,含硼推进剂中HTPB含量较低、MA含量较高时,推进剂失重较快,且推进剂的热分解受到压强的影响显著增强,特别是氧化剂高氯酸铵(AP)的低温分解受压强影响非常显著,因而燃速较高,压强指数也高。

降低NEPE推进剂燃速压强指数研究

研究了两种新型含铅燃述催化剂（ct203－1，ct203－2）对NEPE推进剂燃达压强指数的影响。采用小配方实验和DSC研究了两种催化剂与硝酸酯的相容性以及对推进剂固化反应的影响和对RDX热分解的催化作用．并利用恒压静态燃速仪测试了推进剂在4～11MPa下的燃烧速度和燃速压强指数。结果表明两种催化剂都表现出与硝酸酯良好的相容性．对推进剂的固化反应有明显的催化作用，对RDX的热分解行为则基本没有影响。两种催化剂均具有明显的降低NEPE推进剂燃速压强指数的作用，分别使NEPE推进剂的棋迷压强指数降低到0．53和0.54。

高压强指数NEPE推进剂研究

分析了AP含量、增塑剂含量、催化剂种类、含能粘合剂体系等对NEPE推进剂燃烧性能的影响,找出了提高其燃速压强指数的有效方法。同时,采用DSC、单幅摄影、燃烧波测试等方法,研究了ZH-2催化NEPE推进剂的机理。实验结果表明,NEPE推进剂燃速压强指数提高至0.67,同时在宽压强(1.5～30 MPa)范围内消除了压强指数拐点。

含碳酸钙的负压强指数复合固体推进剂燃烧机理

本文采用激光阴影高速摄影、扫描电子显微镜、X光电子能谱,对含和不含CaCO_(3)的三种夹心件及SO4-5A PU复合推进剂的燃烧过程、燃面形貌、化学成分和覆盖分数分别进行了研究和测定。结果表明:CaCO_(3)在低压下(〈1.96MPa)提高AP的燃速,在高压下(〉1.96MPa)起降速作用;CaCO_(3)与AP反应生成CaCl_2,并促使AP熔化;燃面上CaCl_2含量随压强上升而增加;PU熔化流动对AP表面的覆盖在mesa区内随压强而升高,在非mesa区的低压区也存在。基于以上实验结果,对含CaCO_(3)的PU负压强指数推进剂的燃烧机理进行了讨论。

高能硝胺推进剂的压强指数分析

从高能硝胺推进剂配方组成入手 ,深入研究了各组分参数的变化对该推进剂燃烧性能的影响 ,认为 :高硝胺 ( HMX或 RDX)含量和高硝酸酯增塑剂含量是高能硝胺推进剂 ( NEPE)高压强指数的根本原因。同时指出该类推进剂的燃烧性能的调节将不再仅仅局限于硝胺的催化 ,而应针对硝胺和硝酸酯及

AP-CMDB推进剂燃速压强指数的变化分析与辨识

采用燃烧模型分析了AP CMDB推进剂的燃速压强指数与推进剂配方组成和火箭发动机燃烧室压强之间的耦合关系,指出了该推进剂的燃速压强指数随AP颗粒和双基母体的燃速差而变化,对于确定配方组成的AP CMDB推进剂,则该指数将主要随压强而变化,且近似呈对数关系。采用C K法对特定配方进行了压强指数辨识,辨识结果能够较准确地预示脉冲推力器的内弹道性能。

降低NEPE推进剂燃速压强指数的新型催化剂

研究了ＮＥＰＥ推进剂降低燃速压强指数新型催化剂的合成与分析、热分析与其对ＨＭＸ常压热分解的催化作用和与ＮＥＰＥ各组分的相容性．对固化催化作用及对推进剂燃烧性能的影响．新合成的含铅燃速催化剂，如ＣＡＰ和ＴＡＰ等，能使ＮＥＰＥ推进剂的压强指数ｎ降至０．５８，其相容性好，对推进剂的力学性能无不良影响．

火药用单质炸药的分子结构与火药燃速压强指数的相关性

本文根据火药燃速预估研究的初步成果和经验,分析了火药组分中某些单质炸药分子结构与火药燃速、燃速压强指数的相关性。通过对比和归纳,发现低压强指数和高压强指数火药选用的含能添加剂组分的分子结构特征有明显的差异,并显示出明显的规律性,如果将这些规律性和新概念作为火药用原材料分子结构设计或选择的指导原则的一种依据,将有利于实现由化学键特征预估火药的燃烧特性。这对火药基本配方的设计、燃速设计和调节更有指导意义。

轻型动能拦截器用负压强指数燃气发生剂研究

通过理论分析和计算,确定了燃气发生剂配方主要组分,并详细研究了黏合剂、固体含量、降温剂、压强指数调节剂对压强指数的影响,突破了降低燃气发生剂压强指数的关键技术。国内首次研制出PT-20/AP/JW2型复合固体负压强指数燃气发生剂,其动态压强指数为-0.1,燃烧温度为1480K。

粒铸工艺对无烟EMCDB推进剂压强指数的改进

将粒铸工艺应用于改性双基弹性体 (EMCDB)推进剂的成型 ,制备出了力学性能好、具有燃烧平台的无烟EMCDB推进剂 ,研究了燃烧催化剂、硝化棉含量和黑索今粒度对粒铸无烟EMCDB推进剂压强指数的影响 ,分析了粒铸无烟EM CDB推进剂具有较低压强指数的原因 ,说明在降低压强指数方面粒铸工艺比配浆浇铸工艺具有优势。

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。

复合推进剂压强指数影响因素及调控方法

随着复合推进剂应用范围的不断拓宽,要求其燃速和压强指数在宽压强范围内具有可调性。固体推进剂的压强指数对发动机的稳定工作具有重要意义,近年来成为固体推进剂和发动机领域一大研究热点。文章综述了现有复合推进剂燃烧理论、压强指数的内涵和影响规律以及压强指数的具体调控手段,总结了调控机理,指出现有研究的局限性,并分析了未来的研究趋势。建议未来在以下几个方向开展系统深入的研究,包括进一步拓宽压强指数调节途径,提升调节效率;解决高压下压强指数失效,实现高压下可控燃烧;细化并量化各因素对压强指数的影响,为建立压强指数调控模型提供支撑;结合精细化实验手段探究调控压强指数的作用机理;完善复合推进剂燃烧模型,建立压强指数调控体系。

铝粉的辐射热反馈及对固体推进剂压强指数的影响

研究了含铝、含细ＡＰ固体推进剂中铝粉对推进剂表面的辐射热反馈，得出这种热反馈是使该推进剂燃速压强指数上升的主要原因之一，在配方中添加超细铝粉可能减低压强指数的上升。

提高碳氢富燃料推进剂燃速压强指数研究

研究了碳氢富燃料固体推进剂中固体组分的种类、含量、规格,燃速催化剂的种类、含量等因素对配方燃速压强指数（简称压强指数）的影响。结果表明,碳氢富燃料推进剂的压强指数随氧化剂含量的适度降低和固体碳氢燃料TQ粒度的减小而升高,当w（N9）为3%时,压强指数达到最高,以Mg作金属燃烧剂和以EM作燃烧催化剂的配方有较高的压强指数。通过优化上述因素,推进剂的压强指数达到了0.62~0.66。

变推力发动机用高压强指数GAP推进剂的燃烧性能研究

为了获得变推力发动机用高压强指数聚叠氮缩水甘油醚(GAP)推进剂配方,采用靶线法研究了氧化剂的种类、粒径及配比、燃速催化剂的种类及含量、以及增塑比对GAP推进剂静态燃烧性能的影响规律,采用∅118标准试验发动机对GAP推进剂进行了动态燃烧性能测试。研究表明,通过综合因素调节获得了一种高压强指数GAP推进剂配方,且当燃速催化剂RC-4含量1%时,GAP推进剂在1~15 MPa范围的动态压强指数高达0.66,满足变推力发动机对推进剂压强指数的要求,同时高压区间(9~15 MPa)的动态压强指数为0.51,低于1~15 MPa的压强指数,这有利于推进剂在高压范围内的稳定燃烧,为变推力发动机在高压范围内的正常工作提供依据。