GAP高能低特征信号推进剂的研究

综述了四十二所 GAP粘合剂和 GAP高能低特征信号推进剂的研究及取得的进展、目前达到的技术水平。叠氮类推进剂可发展成高能、低特征信号和钝感推进剂 ,是今后战术发动机用固体推进剂的发展重点和方向。

GAP高能低特征信号推进剂的燃烧性能调节

研究了硝胺种类、固体组分含量和粒度、增塑剂与GAP的增塑比及燃速催化剂对GAP高能低特征信号推进剂在11~19MPa下燃烧性能的影响。结果表明,当HMX取代推进剂样品中的RDX时,推进剂的燃速较高,压强指数从0.72降至0.63;在AP和HMX总质量分数为67.5%的条件下,随着AP质量分数由5%增至30%,推进剂燃速逐渐增大,压强指数由0.82降至0.45;减小AP粒度以及在配方中添加燃速催化剂或调节过渡金属化合物J1/J2的配比,可较大幅度地增加推进剂燃速和降低压强指数,其中,J1与J2总质量分数为3%,二者质量比为2∶1和1∶1时,推进剂的压强指数较小,分别为0.50和0.48;随着HMX粒度减小及增塑剂与GAP黏合剂的增塑比的降低,推进剂的燃速和压强指数降低。

几种钝感低特征信号推进剂的能量特性

利用能量计算程序计算了N,N′-二硝基哌嗪(DNPZ)、N-脒基脲二硝酰胺(FOX-12)、1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯(FOX-7)、钝感黑索今(I-RDX)、2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物(LLM-105)、硝基胍(NQ)和1,4,5,8-四硝基-1,4,5,8-四氮杂萘烷(TTNZ)7种钝感化合物的单元推进剂及用于钝感低特征信号推进剂的能量特性。结果表明:所列的7种含能化合物中,由I-RDX、FOX-7和TTNZ形成的单元推进剂、复合改性双基推进剂及聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基推进剂的各能量特性的综合效果均较优,随着这3种钝感含能添加剂质量分数增加,形成的双基系推进剂的理论比冲、特征速度、燃烧温度和等容爆热逐渐升高,而氧系数和燃烧产物的平均相对分子质量逐渐降低。

先进的低特征信号推进剂研制

低特征信号推进剂有利于提高导弹的突防能力和生存能力。文中概述了国外战术导弹用低特征信号推进剂的现状;重点介绍了航天四十二所研制的几种可以满足使用要求的、不同能量梯次的低特征信号推进剂,建议总体设计部门在未来型号中采用这类推进剂。

二茂铁基复合推进剂红外/紫外低特征信号应用研究

针对精确制导武器隐身性能的需要,首先利用模拟的火箭发动机喷口结构测试了HTPB复合推进剂的红外和紫外特征信号,然后分析了二茂铁作为一种消光材料对HTPB复合推进剂火焰在红外波段和紫外波段的辐射信号衰减能力。同时,测试了二茂铁消光材料对火箭发动机的喷口温度的影响。结果表明,利用硝酸钾、硫和酚醛树脂为基础的烟火药配方提供初始能量,促使二茂铁快速汽化,并在推进剂火焰外形成薄层作为消光材料,对红外波段和紫外波段具有明显的遮蔽吸收作用,衰减率可以达到50%以上。得出二茂铁含量为30%时在710~3 500 cm-1波段,对于HTPB复合推进剂的红外辐射衰减效果最好;含量高于50%时对于HTPB复合推进剂的2 400~3 500 cm-1波段的红外辐射强度有所增加。

含CL-20的NEPE固体推进剂能量特性及低特征信号的研究

在NEPE推进剂基础配方中添加高能氧化剂六硝基六氮杂异伍兹烷 (CL 2 0 ) ,同时降低铝和高氯酸铵 (AP)含量 ,以降低特征信号 ,大幅度提高推进剂的能量特性。对具体配方的能量水平进行了计算 ,研究AP、铝粉和催化剂含量对含CL 2 0的NEPE推进剂能量特性的影响。通过对比分析发现 ,随着AP、铝粉含量的降低和CL 2 0的增加 ,推进剂的比冲增加 ,体系的特征信号降低。

高能高密度材料组成的低信号特征固体推进剂

采用含能粘合剂ＴＧＡＰ，ＴＢＡＭＯ，增塑剂ＢＴＴＮ和ＡＺＰＬ－４以及氧化剂ＨＮＩＷ组成一种新型的无铝无氯推进剂，从理论上对这种高能高密度材料的组成的推进剂的能量特性、工艺性能、燃烧性能及安全性能作了分析和评估。结果表明，对于ＨＮＩＷ含量为８４％的配方，ＡＺＰＬ－４或ＢＴＴＮ为７％时，其理论比冲分别为２５５ｓ和２５８ｓ，密度分别为１．８８７ｇ／ｃｍ３和１．９１２ｇ／ｃｍ３，氧系数大于１．１；用少量的铝粉代替ＨＮＩＷ，其理论比冲、密度明显上升；８４％固体含量的推进剂仍可采用现有浇注装药工艺。由此可见，这类仅由Ｃ，Ｈ，Ｏ，Ｎ四种元素组成的推进剂的氧系数较高，可制成有较好综合性能的低信号特征复合团体推进剂。

含CL-20的BAMO/THF固体推进剂能量特性及低特征信号

在BAMO/THF推进剂基础配方中添加高能氧化剂六硝基六氨杂异伍兹烷,同时降低铝粉和高氯酸铵含量,以降低特征信号。对具体配方的能量水平进行了理论计算,研究高氯酸铵、铝粉和催化剂含量对含CL-20的BAMO/THF推进剂能量特性的影响。计算结果表明,随着高氯酸铵、铝粉含量的降低和CL-20的增加,推进剂的比冲增加,体系的特征信号降低。

先进的低特征信号推进剂研制

为了进一步提高导弹的突防能力和生存能力 ,扼要概括了国外战术导弹用低特征信号推进剂的现状 ;

低特征信号NEPE推进剂配方设计及燃烧性能

根据最小自由能方法计算了铝粉含量变化对ＮＥＰＥ，ＣＭＤＢ以及固体含量为８８％的复合团体推进剂能量特性的影响．铝粉含量为５％～１８％时，ＮＥＰＥ推进剂密度比冲分别比ＣＭＤＢ和复合团体推进剂增加１１．１～１４．６ｓ·ｇ／ｃｍ３和１４．２～１８．０ｓ·ｇ／ｃｍ３．通过对低特征信号ＮＥＰＥ推进剂配方燃烧性能的研究，观察到当Ａ１含量为３％～５％时，采用３．５％的燃速催化剂仅可使压力指数降至０．６０．相应高能ＮＥＰＥ（铝粉含量等于１８％）推进剂的压力指数可降至０．５６．而降低ＡＰ粒度和增加其含量是提高燃速和降低压力指数的有效措施之一．此外，还测定了ＮＥＰＥ推进剂的燃速温度敏感系数，并与ＣＭＤＢ和复合团体推进剂数据进行了对比．

新型含能催化剂在低特征信号推进剂中的应用研究

对六种新型含能催化剂在高能低特征信号推进剂中的应用进行了研究。研究发现这些含能催化剂不仅能提高推进剂能量 ,而且催化活性更高 。

低特征信号推进剂配方组分与特征信号的相关性研究

研究了聚醚 /硝酸酯 (NE) /RDX体系低特征信号推进剂的组分与特征信号的相关性。理论计算结果表明 ,当AP和Al含量分别降至 10 %和 2 %时 ,燃气中Al2 O3 和HCl的总含量比丁羟推进剂降低 87%以上 ;测试了Al含量在 1%～ 13%范围内 2cm和 5cm波段处的微波衰减。

固体推进剂用低特征信号氧化剂的研究进展

简要介绍了固体推进剂特征信号产生的原因及降低特征信号的几种途径。详细叙述ADN、CL–20、HNF和FOX–7等4种可降低特征信号的新型氧化剂的制备、性质和应用进展。指出了高性能固体推进剂的发展趋势。

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。

国外低特征信号富燃料推进剂的研究进展

综述了国外低特征信号富燃料推进剂的研究进展,归纳了研究低特征信号富燃料推进剂的技术途径。认为碳氢富燃料推进剂具有低特征信号的特点,是研究低特征信号富燃料推进剂的基础,采用非金属燃料是降低推进剂一次烟烟雾特征信号的有效途径,通过添加剂消除HCl是降二次烟的有效手段。对我国低特征信号富燃料推进剂的发展提出了几点建议。

降低固体推进剂羽烟红外信号的技术途径简述

在分析固体推进剂羽烟红外信号产生原因的基础上，对降低羽烟红外信号的技术途径进行了综述，并就这些途径给推进剂燃烧性能带来的影响进行了讨论。

TPA对低特征信号衬层性能的影响

为研制低特征信号衬层提供参考依据,选用了消烟剂TPA,通过制作衬层试样,衬层的信号透过率、力学性能和粘接性能的测试,以及对试验结果进行分析和讨论,发现TPA 的含量与粒径变化对上述性能都存在影响。

含能钾盐消焰剂对硝胺改性双基推进剂性能的影响

用燃速测试、DSC实验、发动机羽焰测定和红外热像仪,对比研究了在硝胺改性双基推进剂配方中加入含能亚硝酸复合钾盐(KE)和K2SO4,对推进剂燃烧性能、热分解特性和发动机羽焰的影响,并初步探讨了其影响机理。结果表明,与K2SO4相比,KE能够促进NC/NG双基组分和RDX的热分解,降低推进剂热分解放热量的程度较小,对推进剂燃烧性能的影响较小,且抑制硝胺改性双基推进剂二次燃烧的效果也较好。

含消焰剂硝胺推进剂燃烧性能的调节

运用包覆预处理和直接进行燃速调节两种方法 ,消除消焰剂对硝胺改性双基推进剂平台燃烧的破坏作用。应用扫描电子显微镜研究了推进剂熄火表面 ,初步探讨了消焰剂影响平台燃烧的机理。实验结果表明 ,两种方法均改善含消焰剂螺压硝胺推进剂的燃烧性能。对于完全破坏平台效应的消焰剂 ,包覆的方法可使推进剂的燃速压力指数由 0 .79下降到 0 .35,但并不能完全恢复被消焰剂破坏了的平台现象 ;对于影响平台燃烧较小的消焰剂 ,通过在推进剂中增加炭黑的含量 ,不但恢复了被消焰剂破坏了的平台燃烧效应 ,而且 ,使推进剂的平台燃烧性能优于不含消焰剂的基础配方。消焰剂对平台燃烧的破坏 。

富燃料推进剂的研制现状及展望

分析了固体火箭冲压发动机对富燃料推进剂的要求, 重点介绍了国内外镁铝、碳氢燃料和含硼富燃料推进剂应用及研究现状, 提出了高性能富燃料推进剂研制中急需解决的关键技术和技术途径, 并根据冲压发动机的特点, 指出今后应开展能量可控的膏状富燃料推进剂、高能GAP/ADN/B推进剂和低特征信号富燃料推进剂的研制。