新型HAN基液体推进剂EMP⁃01液滴电点火特性

为探究新型硝酸羟胺(HAN)基液体推进剂EMP‑01液滴点火特性,搭建了通过将液滴静置在半球形凹槽内并插入电极的液滴电点火实验平台,在液滴直径6.5 mm、电极间距0.5 mm、电压加载速率为86.31 V∙s-1的工况下,研究了EMP‑01液滴的电点火燃烧特性,确定了着火延迟时间;同时,不改变液滴直径以及电极间距,研究了电压加载速率为34.20~246.37 V∙s^(-1)时液滴着火延迟时间与燃烧过程的变化规律。结果表明,电点火燃烧中,EMP‑01液滴分依次经历为加热、热分解、燃烧3个阶段,并且在热分解阶段会产生周期性的膨胀收缩。电压加载速率为34.20 V∙s^(-1)时,EMP‑01液滴无法成功点火;电压加载速率为49.49~246.37 V∙s^(-1)时,随着电压加载速率增加,EMP‑01液滴着火延迟时间不断减小,且减小速率逐渐变缓。

用光谱诊断技术测定高能单元推进剂的温度分布

采用光谱诊断技术中的相对强度法测定了单元推进剂六硝基六氮杂异伍兹烷 (HNIW)在 3MPa和5MPa两种压力下的燃烧火焰温度分布。结果表明 ,相对强度法能准确地测出单元推进剂HNIW在整个燃烧过程的温度分布曲线 ,测得的最高燃烧火焰温度低于相应压力下的理论计算温度 ;测量压力升高 ,最高燃烧火焰温度更接近于理论计算温度。此实验结果说明 :在较高压力条件下 。

N_2O单组元推进器预热过程的建模

为了解决N2O单组元推进器存在的预热能量消耗过大, 启动时间过长的问题, 在实验基础上建立了推进器预热过程的数学模型。模型的计算结果表明, 推进器外壳吸收的热量和通过外壳表面散失的热量各占预热总能量的 66%和 31%, 是导致预热能耗过大的关键所在。通过改变模型参数, 对不同条件下的预热结果进行比较,讨论了利用增大加热功率、缩小推进器尺寸和改良加热方式来减少预热能量的几种可行方案。

可用于替代肼的2种绿色单组元液体推进剂HAN、ADN

给出了绿色单组元液体推进剂的定义。从推进性能、毒性、环境友好性方面讨论了硝酸羟胺(HAN)和二硝酰胺铵(ADN)基单组元液体推进剂相比肼单组元推进剂的优势。介绍了这两种单元推进剂的国外最新应用情况。

NASA低温推进剂长期在轨贮存与传输技术验证及启示

液氢/液氧低温推进剂被认为是目前进入空间及轨道转移最经济、效率最高的化学推进剂,但其沸点低,低温推进剂长期在轨蒸发量控制及贮箱压力控制等成为核心技术难题。结合国内外研究情况,分析了美国近年来低温推进剂长期在轨贮存与传输关键技术及地面试验,重点探讨了主动制冷技术、大面积冷屏技术及其他被动热控技术相结合的技术方案,给出了低温推进剂长期在轨贮存与传输技术的未来发展趋势。

含能液滴在对流环境中着火燃烧特性研究

研究单元液体推进剂ＬＰ１８４６液滴在高温对流环境中着火、燃烧的特性。给出液滴从受热到燃尽全过程的时间序列照片。定量测试液滴着火、燃烧的特征参数，探讨了液滴的微爆机理，并建立了液滴着火的简化工程计算模型。

AF-315液体单元推进剂高压燃速的实验研究

为了研究AF-315液体单元推进剂在高压下的燃烧特性,设计了一种测量液体推进剂高压线燃速的实验装置,采用离子探针测速技术测定了液体推进剂燃烧时火焰面的传播速度.利用此实验装置,测量了AF-315在29.4～55.0MPa压力范围内的表观线燃速.实验结果表明,燃速与压力之间满足指数关系,但燃速系数及燃速指数在29.4～43.1MPa和43.1～55.0MPa内具有不同的值.通过最小二乘法线性拟合,分别得到了两压力区间内AF-315线燃速与压力的经验公式.

含HEHN的HAN基单元推进剂

简要介绍了含硝酸羟乙基肼(HEHN)的硝酸羟胺(HAN)基单元推进剂的组成及合成方法;对其催化分解性能进行了评述。介绍了HEHN的催化点火性能以及毒性方面的研究进展,指出其具有低的毒性,符合液体推进剂的发展趋势。介绍了含HEHN的HAN基单元推进剂的国内外发展现状,指出其应用前景。

单元水下推进剂的现状及发展趋势

介绍了用于鱼雷推进系统的液体单元水下推进剂的国外应用与研究情况，重点对硝酸酯基液体单元推进剂的性能、存在问题和改进途径进行了论述。对其它复配的液体单元水下推进剂也做了简要阐述。

单元推进剂液滴组着火过程的实验研究

利用挂滴装置和高速摄影系统研究HAN基液体推进剂LP－1846液滴组的着火过程,观察了液滴间相互作用对着火过程的影响,定量测试液滴组平均着火延迟期、着火温度与环境温度和液滴中心间距的关系,并对实验现象进行了讨论。研究结果对抑制液体发射药火炮压力振荡和控制燃烧稳定性有一定的指导意义。

单推三校正系数在光离子化检测器应用中的测量研究

在利用光离子化检测器监测单推三推进剂贮存环境时,必须首先要知道单推三相对于光离子化检测器校准气体的校正系数。通过简要介绍了校正系数的测量计算原理,并进行实验测量计算,求得单推三的校正系数。

氧化亚氮推进技术研究进展

随着环境保护的加强,人们越来越希望找到一种绿色推进剂来代替现有的肼类有毒推进剂。氧化亚氮作为一种绿色推进剂,无毒性,地面实验操作处理方便,不需要繁琐昂贵的防护;常温贮存性,贮箱几乎不需要主动热控制;饱和压力高,可采用自增压方式供应推进剂;绝热分解温度较高,可作为单组元和双组元发动机的推进剂。分析了氧化亚氮作为推进剂的性能及其主要应用领域,着重研究其在液体火箭发动机的应用。通过对氧化亚氮自增压供应系统,单组元推进的催化分解系统,克服催化床限制的氧化亚氮与燃料混合的NOFBX^(TM)技术,以及氧化亚氮作为氧化剂的双组元推进系统的国内外研究进展进行综述,指出当前研究工作中存在的问题,以期为该方面的进一步研究提供一定的参考。

高能单元推进剂化学结构和热分解特征与燃速的相关性

利用以准一维气相反应流为基础的固体推进剂稳态燃烧模型,研究了高能单元推进剂AP、HM X、RDX、CL-20和NQ的化学结构、热分解特征与燃烧性能的相关性。改进了高能单元推进剂燃速预估模型,使其可由高能单元推进剂的化学结构和基本热分解特性出发,预估单元推进剂的燃烧性能。通过与实测燃速的比较,验证了模型假设的合理性。

肼混合物胶体推进剂的热分解特性研究

为了评估肼混合物胶体推进剂的热安全性,采用差示扫描量热仪(DSC)和绝热加速量热仪(ARC),对肼混合物胶体推进剂的热分解特性进行了研究。DSC的实验结果表明,在2,5,10和20K·min-1四种升温速率下推进剂的初始热分解温度分别为185.73,227.20,230.37和245.19℃;根据DSC的试验结果,利用Kissinger法计算得到热分解活化能为181.80k J·mol-1。在ARC实验中,肼混合物胶体推进剂在理想绝热条件下的初始分解温度为180.58℃,最大温升速率达到0.6237°C·min-1,绝热温升为227.92℃,最高温度为408.50℃,计算得到其热分解活化能为121.77k J·mol-1。比较DSC与ARC的试验结果,两者基本一致;热分析试验中推进剂先经历相变吸热过程,再进行分解放热。

TC4在液体推进剂单推-3中电化学腐蚀机理研究

为了开发推进剂/金属材料电化学加速试验技术,需要掌握材料的腐蚀特性。本文采用电化学测试方法,结合扫描电镜(SEM)、光电子能谱(XPS)分析手段,研究了钛合金TC4在液体推进剂单推-3中的电化学腐蚀行为与机理。结果表明:TC4在单推-3中的自腐蚀电流密度约为95nA/cm^(2),腐蚀速率约为0.8μm/a,抗均匀腐蚀性能良好,TC4在单推-3中可长期使用;TC4在单推-3中具有两段不同的钝化电位区间,随着极化电位的正移,最终形成外层为TiO_(2)薄膜、中间Al_(2)O_(3)阻挡层、内层为TiO+Ti2O3的三层结构特征的钝化膜,并具有很正的点蚀电位;单推-3中主要组分肼和硝酸肼对TC4钝化膜的破裂溶解过程具有协同作用。

氨水与金属离子对ADN基绿色推进剂稳定性影响

为研究氨与金属离子对ADN基推进剂冰点与常温贮存稳定性的影响,采用GB/T 2430-2008的喷气燃料冰点测量法研究了氨对ADN-水体系冰点的影响,并采用美军标STANAG 4582的微量热加速老化法研究了氨与过渡金属离子对ADN-水体系常温贮存稳定性的影响。实验结果表明,氨的加入可有效降低ADN-水体系的冰点并提高其常温贮存稳定性;痕量Fe3+与Cr3+(≤15mg/kg)的引入使ADN-水体系的稳定性小幅提升,而30mg/kg Fe3+,Cr3+与痕量Cu2+的引入使ADN推进剂稳定性略有下降,但仍在安全贮存使用标准范围内。以上结果说明,对于ADN基推进剂体系而言,氨是一种优秀助剂,可有效提升ADN基绿色推进剂的使用温度范围与稳定性;而在推进剂的生产、转运和加注过程中,应避免过量金属离子的引入。

无毒单元发动机催化燃烧过程可视化试验研究

无毒单元推进系统具有性能高,操作简单、爆炸风险低等特点,未来将全面替代肼类推进系统。深入研究无毒发动机催化燃烧过程,采用透明燃烧室对无毒单元发动机进行可视化研究,并与金属燃烧室试验结果进行比对,试验结果表明:在室压快速上升阶段,推进剂快速反应处于前床,发动机效率很低;在室压平稳上升阶段,发动机的催化燃烧部位逐渐从前床向后床扩展,推进剂催化燃烧主要在催化床核心部位进行;随着发动机连续工作时间增加,发动机燃烧强度增加和燃烧效率提高。

ADN的性质及其在单元推进剂中的应用

介绍了目前最有希望取代肼的一类单元推进剂——离子盐溶液推进剂。结合ADN高能、高氧含量和强吸湿性的特点,指出了ADN在新型离子盐溶液推进剂中的应用前景。综述了瑞典在ADN单元推进剂配方研究、发动机试验和高纯ADN生产等方面的进展,对国内ADN无毒推进技术研究提出了建议。

ADN的制备及其在单元推进剂中的应用

简单回顾了二硝酰胺铵(ADN)的传统制备方法,详细叙述了混酸硝化中和法、FOX–12(N–脒基脲二硝酰胺盐)两步法、FOX–12一步法制备ADN。FOX–12一步法工艺步骤少,减少了副产物量,且不含钾离子,大批量生产可有效降低ADN成本。最后介绍了ADN基单元推进剂国内外最新应用情况。

ADN基液体单组元推进剂配方国外研究进展

介绍了目前最有希望取代肼的一类单组元推进剂——离子盐溶液推进剂。综述了瑞典、德国、日本在ADN（二硝酰胺铵）基液体单组元推进剂配方方面的研究进展,并重点介绍了推进剂配方LMP–101、LMP–103S、FLP–106、ADN–ILP的组成和性能。