含硼燃料在微小圆管中的点火燃烧特性

为了研究高氯酸铵(AP)作为氧化剂的几种含硼(B)燃料配方在微小圆管中的点火燃烧特性,借助高速摄影仪和光线光谱仪,并用Grafula软件处理高速图得到燃速.结果表明:当含硼燃料配方中,B的质量分数为1/2时,燃烧持续、均匀、稳定,燃速是4.25mm/s;B的质量分数为2/3、3/4、4/5时,后半段燃料被喷出圆管;B的质量分数为5/6时,反应不能自维持.且随着B的质量分数增大,光谱强度减弱,持续燃烧时间缩短,燃烧最剧烈的时刻提前,反应剧烈程度和燃烧稳定性均降低.因此合理的含硼燃料配方可以克服微推进系统中推进剂稳定点火和燃烧困难的问题.

氧化剂包覆硼颗粒对硼基推进剂点火燃烧特性的影响

选取高氯酸铵(AP)、硝酸铵(AN)、硝基胍(NQ)、奥克托今(HMX)4种氧化剂,采用重结晶法包覆硼(B)颗粒,制取了相应的B基推进剂样品。利用热重-差示扫描量热及激光点火试验系统研究了不同氧化剂包覆对B基推进剂点火燃烧特性的影响,设置机械混合样品作为对照组。结果表明,AP的包覆会使样品发生低温急剧燃烧,从而促进硼颗粒的低温氧化,有效缩短样品的点火延迟时间至330 ms。与机械混合样品进行对照发现,包覆是产生低温急剧燃烧现象的重要原因。AN包覆的B基推进剂样品具有更低的起始反应温度,为327.6℃,但其整体放热性能较差,平均燃烧温度仅为642.8℃。NQ、HMX的包覆能有效提高B基推进剂的燃烧强度,缩短燃烧时间。其中,NQ有利于提高燃烧强度的峰值;而HMX则更有利于整体燃烧强度的提升,其包覆使B基推进剂燃烧时间缩短为2750 ms,平均燃烧温度达到845.5℃,放热量提高至9968 J·g^(-1)。

硼基金属复合物的点火和燃烧特性研究进展

综述了近几年国内外硼基金属复合物点火和燃烧特性的最新研究进展,重点归纳了二元硼基金属复合物、三元硼基金属复合物和纳米硼基金属复合物的点火和燃烧研究现状,并对比了其优缺点,其中对二元硼基金属复合物的研究较为丰富,对三元硼基金属复合物的研究大多集中于制备方向,关于点火和燃烧特性研究较少,对纳米基金属复合物的点火燃烧机理尚不清楚。指出了硼基金属复合物未来的研究方向:(1)对于制备工艺较简单的二元硼基金属复合物,下一步应具体研究其工艺对产物性能的影响;(2)利用分子动力学和有限元分析的方法对其燃烧机理进一步分析;(3)关于纳米硼基金属复合物可考虑建立一种稳定悬浮液进一步探究其点火和燃烧机制。附参考文献71篇。

草酸对微小圆管中B/AP混合物燃料点火特性的影响

硼颗粒表面被一层B2O3氧化膜包覆,阻碍了与氧化剂的接触和反应,使硼的点火燃烧性能较差。特别是微小燃烧室较大比表面积引起的较大散热损失,使含硼燃料的点火和燃尽更困难。借助热重、差示扫描量热同步分析和激光点火实验台,研究了草酸对微小圆管中B/AP混合物燃料点火燃烧特性的影响。实验结果显示,管径越小,B/AP混合物燃料的点火燃烧性能越差;而草酸的加入可显著缩短微小圆管中硼燃料的点火延迟时间,提高燃烧效率,同时降低燃速和燃烧强度。2 mm和3 mm内径圆管中燃料的点火延迟时间分别由1 345 ms和1 090 ms缩短至300 ms和460 ms,燃烧效率分别由18.45%和18.12%提高至42.6%和48.13%。

基于AP预处理技术的粉末推进剂性能

为了提高高氯酸铵(AP)粉末推进剂的长期贮存性和高效燃烧性,利用预处理技术对AP粉末进行包覆团聚,改善其表面特性。采用吉布斯最小自由能法计算Al/AP粉末火箭发动机的能量特性,利用预处理实验分析端羟基聚丁二烯(HTPB)对AP粉末的装填密度、吸湿性能和热分解特性的影响,并进行密闭燃烧器点火实验,研究氧燃比和装填量对Al/AP粉末推进剂能量特性参数的影响规律。结果表明:AP的最佳预处理材料配比为添加10%HTPB,且在氧燃比为3∶1时,Al/AP粉末火箭发动机的理论比冲最高达262.1s;一定范围内,随着氧燃比的增加,粉末推进剂的能量特性参数均有所增加;在氧燃比相同条件下,单位质量粉末推进剂成气量基本相同,随着粉末装填量的增加,燃温和特征速度均有所提高。

电控固体推进技术研究进展

电控固体推进技术通过使用可电控燃烧的新型推进剂来实现发动机重复启动和推力实时可调,推力调节方法简单可靠,在导弹武器和卫星的动力系统领域具有广阔的应用前景。电控固体推进技术主要包括推进剂相关技术和发动机技术,目前电控固体推进剂还不够成熟,各类配方体系需要进一步优化,电控固体发动机虽然已经过原理样机验证,但发动机性能与实际应用的要求仍有较大距离。本文全面梳理了电控固体推进相关技术,总结了该技术领域的最新研究成果,最后展望了电控固体推进技术未来的发展方向,以期为后续的研究提供一定参考。