CL-20粒度对GAP/AP/Al高能推进剂燃烧性能的影响

为了研究CL-20粒度对含Al高能固体推进剂燃烧性能的影响,通过捏合浇铸工艺制备了含不同粒度CL-20(14μm、115μm)的GAP/AP/Al高能推进剂,采用靶线法测定了推进剂在不同压强下的燃速,并计算了压强指数;利用微型高温热电偶测温技术、燃烧火焰单幅照相技术研究了CL-20粒度对该推进剂燃烧性能影响的机理。结果表明,7~18MPa下含粗粒度(115μm)CL-20的GAP/AP/Al推进剂的燃速比含细粒度(14μm)CL-20的推进剂高7%~37%;2~10MPa下前者压强指数为0.52,后者为0.46;粗粒度CL-20较细粒度提前进行部分分解,分解产物除催化自身分解反应外,还促进了AP的分解,从而提高了相应推进剂凝聚相反应区的温度攀升速率,并使推进剂的燃速更高。

NEPE高能推进剂凝相燃烧产物的特性分析

通过改进固体推进剂凝相燃烧产物收集装置,在降低系统复杂程度的同时实现了对工作压强的稳定控制。对NEPE高能推进剂在三种工作压强下产生的凝相产物进行了收集,采用粒度分析仪、扫描电镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪对获得的凝相燃烧产物进行了深入分析。结果表明,对于NEPE高能推进剂,工作压强对峰值粒度的影响不大,各压强下的平均峰值粒度均在1μm至2μm之间;大部分粒子呈规则球形,少数大粒子会发生形状改变;铝粒子在燃烧室中一般不会全部被氧化成Al2O3。

硝酸酯增塑聚醚高能推进剂高压燃烧性能研究

实验研究了硝酸酯增塑聚醚高能推进剂高压燃烧性能。通过对PET,PEG和叠氮聚醚三种粘合剂;NG,TEGDN及BTTN三种增塑剂;AP,RDX,Al粉的含量和粒度进行研究,发现推进剂在9～25MPa压强范围内燃速 压强曲线存在拐点,得出了推进剂各主要组成及固体组分的含量和粒度变化时推进剂高压燃烧性能的变化规律:分别以PET,PEG和叠氮聚醚为粘合剂时,推进剂燃速依次升高;含不同增塑剂的推进剂的燃速随增塑剂中硝酸酯基含量的增加而增加;AP含量增加同时RDX含量减小,燃速增大并且压强指数降低;AP粒度减小时,燃速增大,并且超细AP可大幅度增加燃速;Al粒度减小时,燃速先减小后增大,致使推进剂压强指数升高。

p(BAMO-AMMO)热塑性高能推进剂燃烧转爆轰试验研究

采用燃烧转爆轰(DDT)管法研究了p(BAMO-AMMO)热塑性推进剂主要固体组分RDX和AP含量、AP粒度及级配等对其燃烧转爆轰响应规律的影响。结果表明,在相同试验条件下,含质量分数65%AP的p(BAMOAMMO)推进剂发生了燃烧转爆轰响应,而含等量RDX的p(BAMO-AMMO)推进剂仅发生了燃烧反应。当RDX质量分数从65%增加到85%时,样品由燃烧反应变为燃烧转爆轰反应。含等量细粒度(d50=1.0μm)AP的推进剂发生燃烧转爆轰的倾向较含粗粒度AP(d50=105μm)的低。当粗、细AP以质量比为10∶3级配时,p(BAMOAMMO)推进剂未发生燃烧转爆轰反应。

高能推进剂老化对发动机内弹道性能的影响研究

对某配方NEPE高能固体推进剂进行了加速贮存试验,分析了推进剂在长期贮存后其密度、燃速的变化规律,开展了发动机内弹道测试和内弹道参数影响定量分析研究。针对某翼柱型装药固体发动机,分析了长期贮存后其内弹道性能的变化规律。结果表明,燃速缓慢下降是影响高能推进剂发动机内弹道性能变化的主要因素。

高能推进剂的撞击损伤状态对其燃烧稳定的影响

以大型落锤为加载手段，对高能ＮＥＰＥ推进剂试样产生损伤。扫描电镜观察，基体材料破坏，而固体颗粒无明显变化。热分析试验表明，损伤对以硝酸酯为主的基体材料的热分解有影响。密闭爆发器试验显示，损伤对燃烧稳定有明显影响。

GAP高能推进剂燃速数值模拟

分析了缩水甘油叠氮聚醚(GAP)的热分解特性和燃烧特性,提出了GAP燃烧初期热分解反应的假说,建立了由化学结构特性计算GAP单元推进剂及GAP高能推进剂的燃速公式,并计算了不同配比GAP高燃速推进剂的燃速特征。计算结果与实测值吻合得很好,大部分偏差在±10%以内,且全部误差在±15%以内。这说明所建立的模型基本合理,编制的GAP高能推进剂燃速计算程序基本可行。

高能推进剂主要组分对燃烧效率影响研究

利用燃烧残渣中活性铝含量分析、真空爆热特性和发动机试验手段 ,研究了高能推进剂中主要组分对推进剂燃烧效率的影响。实验结果表明 ,增塑剂的种类和含量是影响燃烧效率的主要因素 ,AP含量及固体组分的粒度级配也有明显的影响。BSFΦ75发动机试车结果表明 ,铝粉粒度级配的改变 ,可以使高能推进剂比冲效率由 0 .88提高到 0 .

冲击破碎高能推进剂的燃烧异常

为研究高能推进剂的冲击损伤状态对其使用安全性的影响 ,以爆轰波为加载手段 ,对 NEPE推进剂试样进行冲击损伤 .经扫描电镜观察和密度测量 ,冲击试样的基体材料和固体颗粒破坏严重 ,密度降低 .热分析实验表明 ,损伤有利于试样中硝酸酯热分解的进行 .密闭爆发器实验显示 。

含纳米金属粉高能推进剂热分解性能和燃烧火焰结构分析

对分别含有纳米铝粉、纳米镍粉的高能推进剂热分解性能和燃烧火焰结构进行了研究。结果发现,纳米铝粉、纳米镍粉随着温度的升高逐步改善推进剂的分解特性,纳米铝粉、纳米镍粉在推进剂中倾向于单个粒子燃烧,释放出热量改善高能推进剂燃烧效率。

高能推进剂TNT当量的计算研究

由于硝胺炸药本身具有较高的机械感度和冲击波感度,因此现代高能推进剂的安全性受到关注,为了对其安全性进行评估,有必要研究计算NEPE高能推进剂的TNT当量。该文选取由实际爆炸输出来确定爆炸物TNT当量的方法来进行NEPE高能推进剂TNT当量的计算研究。通过10kgTNT炸药和NEPE高能推进剂空中爆炸实验,运用最小二乘原理,利用曲线拟合法,得到了与实验结果吻合较好的TNT炸药、NEPE高能推进剂空中爆炸的仿真压力表达式。求出了压力在0.006MPa^0.500 MPa时,NEPE高能推进剂的TNT当量与对比距离的关系。根据仿真结果,在0.006MPa^0.500 MPa压力范围内,NEPE高能推进剂的TNT当量为1.26。

纳米镍粉在高能推进剂中的应用研究

文中合成了含纳米镍粉的聚醚聚氨酯体系高能固体推进剂,并应用扫描电镜对复合固体推进剂中所含纳米镍粉进行表征,考察了纳米镍粉对高能推进剂燃烧性能的影响,应用差示扫描量热实验初步研究了纳米镍粉对高能推进剂燃烧性能影响的机理。研究结果表明纳米镍粉能有效调节高能推进剂燃烧性能,虽然纳米镍粉能有效调节高能推进剂燃烧性能,但纳米镍粉的混入分散工艺要改进,避免团聚产生。

高能推进剂NEPE组分PEG与铝颗粒模型的分子动力学模拟

在COMPASS力场下,对高能推进剂NEPE组分PEG/Al球型包覆模型进行了分子动力学模拟,以预测PEG/Al模型结构的静力学性能和界面结合能。模拟结果得出PEG/Al的力学性能(拉伸模量、泊松比、体积模量、剪切模量)及其界面结合能,这对NEPE推进剂体系的进一步研究奠定了理论基础,从而为在推进剂中固体颗粒与黏结剂的脱粘研究提供一定的理论依据。

高能推进剂钝感含能材料研究现状

钝感高能推进剂是当前固体推进剂的重要发展方向,降低高能固体推进剂感度主要技术途径是要采用低感度高能量的原材料,一方面是应用新型低感度含能原材料,另一方面是对现有含能原材料改性使之降低感度。高能推进剂所用钝感含能原材料主要分为3部分:能量高而感度低的氧化剂,低感度的含能黏合剂,低感度的含能增塑剂。在推进剂配方研制过程中通过选择应用这3类原材料来降低高能固体推进剂的感度,满足高能固体推进剂的钝感安全性能。论述了国内外上述3类钝感含能原材料的研究进展。

GAP高能推进剂工艺性能调节

分析了聚叠氮缩水甘油醚(GAP)高能推进剂工艺性能不佳的原因,提出了调节其工艺性能的技术途径,研究了氧化剂粒度级配、浇注温度、混合工艺、不同相对分子质量黏合剂组合使用、提高力学性能添加剂、固化催化剂和工艺助剂等对GAP高能推进剂工艺性能的影响,通过合理配置混合工艺、组合使用工艺助剂TE和力学性能添加剂TD,可有效改善GAP高能推进剂的工艺性能。

硝酸酯增塑高能推进剂爆炸性能研究

对我国硝酸酯增塑高能推进剂的爆炸性能、爆炸当量等进行了试验和评估。简述了其试验装置、方案、试样、试验过程及结果。结果表明 :该推进剂危险性分类与美国国防部划入 1 .1级危险品的高能推进剂相似 ;TNT当量 1 0 m之内为 1 .0 7～1 .2 6 ,1 0～ 5 5 m之间约为 0 .89～ 1 .2 1 ,也与国外相关试验值相似 ;另外观测到 1 0 kg该推进剂爆炸时 ,距 35 m以外建筑物无大影响 ,5 5 m外无影响。

国外高能推进剂研究的最新进展

根据近年来德国ICT国际会议的报告及其它有关文献报道,对国外高能推进剂研究的最新进展,按照CL-20推进剂、ADN推进剂、HNF推进剂、PGN推进剂等分别进行了较详细地介绍和述评,对新一代高能推进剂的能量特性等做了分析比较。

NEPE高能推进剂爆炸计算研究

为评估NEPE高能推进剂(硝酸酯增塑的聚醚高能推进剂)的安全性能,进行了NEPE高能推进剂和TNT炸药爆炸试验。在试验的基础上,拟合出超压公式,在超压公式基础上计算出NEPE高能推进剂的TNT当量值,对比距离在2.3～33m/kg1/3时,TNT当量值在1～1.52之间。根据玻璃破坏冲击波超压值,计算出10kg高能推进剂爆炸对43m以外建筑无损害。

高能推进剂燃烧转爆轰实验研究

建立了高能推进剂燃烧转爆轰（DDT）实验系统，对装填密度为83.5％TMD多孔床DDT过程的宏观参数进行了测量，得到了其速度增长规律，特定位置的压力、诱导爆轰距离等特征值。实验还发现，DDT流场存在一不发光区域，该区将DDT流场分隔为爆燃区和冲击转爆轰（SDT）区，分析了该条件下的DDT机理。

含CL-20/HMX的GAP高能推进剂老化特性

GAP高能推进剂是固体推进剂的重要发展方向。为掌握该推进剂的老化特性,开展了含CL-20/HMX的GAP高能推进剂高温加速老化试验研究。结果表明,老化过程中推进剂模量显著升高、伸长率快速降低,且密度下降、燃速上升。采用SEM、XRD、凝胶分数、交联密度、HPLC等理化分析方法对推进剂老化特性进行了分析,揭示了CL-20与HMX在硝酸酯中的溶解、重结晶生成CL-20/HMX共晶,是造成GAP高能推进剂该老化特性的主要原因。