少烟推进剂配方优化设计

本文报道了关于降低固体火箭发动机喷气羽烟对微波、激光制导信号的干扰和衰减的研究成果——一种少烟HTPB推进剂。它具有低压点火性能良好,燃烧稳定,能提高排气羽烟对微波和激光透过率三倍以上。

少烟高固体含量丁羟推进剂配方研究

通过理论计算和初步实验 ,证实少烟高固体含量丁羟推进剂是实用的。研究表明 ,铝粉含量对 I°sp、燃气中 Al2 O3 含量、ρ有显著影响 ,降低铝粉含量 ,比冲大幅度下降 ;RDX代替部分 AP,燃气中 HCl、H2 O含量降低 ,但 ( CO+H2 )含量增加 ,增加了燃气的二次火焰 ,低铝粉配方中 ,RDX不能提高比冲 ;增加固体含量 ,能明显提高比冲和密度 ,是提高能量特性的有效途径 ;提高压强 ,比冲增加 ,燃气中 H2 O%和 CO+H2 含量减少 ,有利降低烟雾。固体含量

少烟推进剂在空空导弹发动机上的应用

采用Ф130 mm试验发动机进行GAP推进剂、N-15A推进剂、少烟丁羟推进剂研究,获得了高温、低温、常温和较大压强范围内的工作特性。对丁羟推进剂进行了尾烟信号特征研究,获得了红外、可见光透射率和红外辐射数据。针对研究中存在的问题,结合空空导弹发动机的使用要求,提出了进一步研究的建议。

少烟复合改性双基（CMDB）推进剂力学性能研究

在混合硝酸酯ＮＧ／ＢＴＴＮ（ＤＥＧＮ）＝１和溶棉比ＮＧ＋ＢＴＴＮ（ＤＥＧＮ／ＮＣ＋ＰＥＧ＝３．５～４．０的少烟复合改性双基推进剂配方中，选择聚乙二醇（ＰＥＧ）预聚物取代部分ＮＣ，研究了其含量和分子量变化对力学性能的影响。发现当ＰＥＧ含量为４％，ＮＣ为７％时，在两种混合增塑剂中都可使－４０℃下最大延伸率超过４０％。从溶涨实验中观察到，随着配方中ＰＥＧ含量增加，尽管［ＮＣＯ］／［ＯＨ］值也增加，但相对交联点密度降低，因而改善了力学性能。

少烟PBT推进剂制备及性能研究

为获得少烟且高能量的复合固体推进剂,使用含能PBT黏合剂,制备了铝粉质量分数为5%的PBT叠氮三组元推进剂,研究了推进剂的能量、燃烧及力学性能。结果表明,推进剂在固体质量分数78%时能量和工艺性能最优,使用118标准发动机测试能量比冲达246.4 s;压强指数随燃速铜铬催化剂RC和增塑剂ATC用量的增加而降低;燃烧速度随RC和超细高氯酸铵AP用量的增加而升高;固化参数或键合剂用量增加后,推进剂抗拉强度升高、伸长率降低。制备的少烟叠氮配方综合性能良好,可供高性能少烟推进剂装药。

宽压强范围少烟无铝推进剂燃烧性能研究

针对固体火箭发动机对少烟无铝推进剂的需求,研究了宽压强范围(1~22MPa)少烟无铝推进剂的燃烧性能。通过添加高熔点燃烧稳定剂、压指调节剂复配等技术手段,采用静态燃速测试仪、标准试验发动机、全尺寸发动机以及静态烟箱法等,研究了推进剂燃速、压强指数、能量性能和烟雾特征信号与燃烧稳定剂(CW-1)、复合压指调节剂(YZJ-A/B)(有机钡盐(YZJ-A)和二茂铁季铵盐(YZJ-B))含量的变化规律。试验结果表明:采用高熔点的CW-1取代铝粉,当CW-1用量在1%~4%,推进剂在1~22MPa宽压强范围内可以稳定燃烧。CW-1取代铝粉后,推进剂比冲下降,烟雾特征信号降低。添加YZJ-A/B,推进剂在17~22MPa动态压强指数由0.39降低至0.275。

PBT基少烟推进剂配方性能研究

针对固体火箭发动机用高能量、低特征信号推进剂发展需求,以3,3-二叠氮甲基氧丁烷与四氢呋喃共聚醚(PBT)为粘合剂、双(2,2-二硝基丙醇)缩甲醛和双(2,2-二硝基丙醇)缩乙醛等质量比的混合物(A3)为增塑剂,采用降低推进剂配方中铝粉(Al)含量、用奥克托金(HMX)部分取代氧化剂等方式,开展了PBT基少烟推进剂配方工艺性能、力学性能、燃烧性能、烟雾特性以及能量性能研究。结果表明,PBT少烟推进剂的药浆粘度低、工艺性能良好,当固化参数为1.30,键合剂用量为0.30%时,推进剂的高温抗拉强度为0.511 MPa,常温、高温、低温伸长率均大于40%,推进剂在3~11 MPa的静态燃速压强指数为0.408,可见光透过率、红外透过率和激光透过率均大于70%,6.86 MPa下实测比冲为250.4 s,比冲效率为95.9%。

考虑应变率和温度响应的少烟NEPE推进剂粘弹性本构模型

为研究少烟 NEPE 推进剂力学性能的应变率及温度相关性,使用万能材料试验机分别在不同应变率(4.17×10-4~4.17×10-1 s-1)和温度(-40~50 ℃)下测试了推进剂的力学性能,建立了考虑应变率和温度响应的本构模型。结果表明,少烟 NEPE 推进剂具有应变率硬化特性,其拉伸应力与对数应变率呈线性关系;降低温度使推进剂的定伸应力和模量增大,升温则相反。结合少烟 NEPE 推进剂的线性对数应变率效应和温度变化特性,建立了粘弹性本构模型,该模型用多蠕变模式与非线性弹簧的组合来反映力学性能的率相关性,用率相关模型与温度函数的乘积形式来描述力学性能的温度相关性。模型预测与实验曲线对比表明,所建模型在实验温度、应变率、0 .1~1.0 应变范围内预测的准确性较好,其百分误差小于 24%。

少烟低特征信号推进剂用高效键合剂研究

针对丁羟(HTPB)推进剂配方中添加少烟消焰材料用于改善其烟雾特性,造成配方体系界面复杂、药柱力学性能不佳的问题,选用多乙烯多胺和氯乙醇为原料,合成了多胺多羟基中间体;以低相对分子质量二元醇和硼酸三正丁酯为原料,合成了环状硼酸酯中间体;采用多胺多羟基中间体和环状硼酸酯中间体为原料,合成了3种新型键合剂。将其应用于HTPB推进剂装药配方试验,结果表明,相比在用的硼酸酯键合剂BA—5—JH,新合成的键合剂均能显著提高推进剂的常、高、低温力学性能,改善药浆的工艺性能,其中BA—2效果最佳。

少烟HTPB/AP/RDX/Al推进剂比冲效率分析

对少烟 HTPB/ AP/ RDX/ Al推进剂能量性能进行了理论计算 ,通过 BSFФ 16 5和Ф315试验发动机试验 ,考察了试验发动机类型、工作压力对比冲效率的影响 ,而且与高铝含量 HTPB/ AP/ RDX/ Al推进剂的比冲效率进行了比较。结果表明 :铝含量对推进剂的比冲效率有显著的影响 ,低铝配方的比冲效率比高铝配方的比冲效率相对要高些 ;对于推进剂组分确定的配方 ,合适选择发动机的工作压力 ,可以不同程度地提高比冲效率 ;对于同一类型推进剂配方 ,通过计算理论比冲 ,结合比冲效率水平 ,可以对实际比冲进行有效的预估。

少烟复合固体推进剂在空空导弹发动机上的应用研究

对空空导弹发动机采用少烟推进剂配方、药型及内弹道设计中一些关键技术问题做了简要的分析,列举了部分试验结果。阐述了少烟固体火箭发动机的优点及实际效果,预计了广阔的应用前景。

少烟包覆材料的制备及性能研究

以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、聚醚多元醇等为主要原材料,通过合成A、B两组分预聚物,并添加催化剂、阻燃抑烟剂等材料制备了少烟包覆材料。性能测试表明,此包覆材料具有光信号透过率高、拉伸强度高、抗硝苷迁移好及与推进剂相容性好等性能,达到了少烟的目的。

高能少烟推进剂应用参数反演研究

通过试验验证、理论计算和参数反演的方法,对高能少烟的复合推进剂和改性双基推进剂性能进行研究。设计了典型内弹道试验发动机进行点火试验,对比冲、燃速和压强指数等推进剂主要性能的试验参数与理论值进行了对比,总结出不能满足要求的推进剂性能指标,再结合参数反演的方法对推进剂主要参数控制提出了改进方向;同时,对同一推进剂在不同装药工艺下对性能的影响进行了试验和分析。目前,还需对高能少烟推进剂的压强指数、低温性能和装药工艺等进行进一步优化和选取,以便研制出符合空空导弹发动机使用要求的高能少烟推进剂。

发动机喷焰对微波相移特性的探讨

利用微波干涉法测量相位变化，从而确定流场中的电子密度，提出修正后的相移测试装置以及相位噪声测量装置。