铝基合金燃料对低燃速GAP/HMX推进剂燃烧效率的影响

采用了真空定容爆热、活性铝含量分析、燃烧高速摄影、熄火表面及残渣分析、端燃∅75 mm发动机试车验证等方法,研究了Al-Mg、Al-Mg-Mn、Al-B-Eu、Al-Zn、Al-Si等7种合金燃料替代推进剂Al粉组分对低燃速聚叠氮缩水甘油醚(GAP)/奥克托今(HMX)推进剂燃烧效率的影响。结果表明,Al-Mg、Al-B-Eu配方推进剂熄火表面Al粉团聚量降低,熄火残渣中粒径小于1μm的氧化铝颗粒明显增多;发动机残渣活性铝含量下降,特征速度提升,残渣D_(50)(中值粒径)分别降低了64.7%与57.9%;具有微爆炸效应的合金配方熄火表面的团聚颗粒孔洞较多,与氧化气氛接触面积大,生成燃烧产物平均粒径小,具有更高的燃烧效率。

模拟燃烧热分解气体产物的在线分析-GAP/HMX混合体系压力下的快速热裂解

用T-Jump/FTIR在线联用分析技术,研究了GAP/HMX混合体系在模拟燃烧条件下快速加热高温高压的热裂解。结果表明,与GAP和HMX的单组分比较,GAP/HMX混合体系主要气体产物HCN的浓度明显提高,温度对主要气体产物浓度比HCN/NH3和N2O/HCN的影响与对单组分趋势一致,即随温度的提高HCN/NH3比率增加,而N2O/HCN比率下降。但压力对GAP/AP混合体系主要热裂解气相产物的影响比较复杂。这些结果说明,GAP/HMX混合体系组分之间存在相互作用,而且这种相互作用是通过气相产物进行。

GAP/HMX推进剂的燃速特性

研究了在缩水甘油叠氮聚醚 (GAP)中添加不同数量HMX的推进剂燃烧机理。在HMX添加量小于 0 .6的范围 ,燃烧表面固相放热量Qs 随HMX添加量的增加而下降 ,燃速降低。在HMX添加量大于 0 .6的范围 ,由于推进剂燃烧表面的固相反应加上GAP与HMX分解气体的气相反应向燃烧表面的热流束增加 ,从而燃烧表面气相的温度梯度 Φ效应增加。当HMX添加量再增加时 ,则决定燃速的因素由固相反应过渡到气相反应。由于Φ增加而燃速进一步增加。

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。

高品质压装HMX基PBX炸药的冲击波感度

为改善HMX基PBX的安全性能,通过隔板试验研究了高品质HMX的粒度对压装PBX炸药冲击波起爆性能的影响。结果表明,对于相对密度较高(98.5%TMD)的压装HMX基PBX,与普通品质(平均粒径30μm)相比,使用高品质HMX(20μm)后PBX的冲击波感度下降了7%,当高品质HMX的粒度增至150μm后,其冲击波起爆感度下降13%;药柱的相对密度提高0.9%后,冲击波感度下降24%。

HMX基推进剂临界起爆压力的研究

为了研究HMX含量、粒径和形貌对复合推进剂临界起爆压力的影响,对设计出的7组配方开展了临界起爆条件试验,计算了相应的冲击波临界起爆压力。结果表明,HMX质量分数分别为5%、10%、15%时,推进剂的临界起爆压力分别是15.40、7.99、7.55 GPa;HMX质量分数相同,中位粒径分别为5.432、6.482、9.121、136.800μm时,推进剂的临界起爆压力分别是7.99、7.99、9.42~15.40、9.04~15.40 GPa;当HMX的颗粒分布跨度较大时,临界起爆压力为7.99 GPa。随着HMX的含量在一定范围内增高,复合推进剂的临界起爆压力减小;随着HMX的中位粒径增大,复合推进剂的临界起爆压力增大;颗粒的类球形结构能大幅提高临界起爆压力。