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1、-范文最新推荐-1 / 8光控燃烧固体推进剂设计及燃烧机理研究摘要本论文研究光控燃烧固体推进剂的配方设计及CO2 激光辐射下推进剂的燃烧特性和规律。主要内容如下：（1）通过对光控燃烧固体推进剂的工质选定准则的研究，对其进行配方设计，并按照配方比例制备推进药柱。（2）通过对比试验得到了激光辐射对固体推进剂的燃速有明显的促进作用。（3）运用高速摄影技术，对 HTPB 固体推进剂的燃烧可控性进行研究。（4）研究了激光功率密度和环境压力对燃速的影响，获得了在激光辐射下 HTPB 光控燃烧固体推进剂燃烧特性的一些规律。得到了燃速随激光功率密度增加而增大的线性关系。（5）对 HTPB 推进剂的燃烧特性和燃
2、烧模型进行了简要的分析。8620关键词激光辐射，固体推进剂，燃烧特性，激光推进，燃烧模型毕业设计说明书（论文）外文摘要TitleDesign of controllable combustion solid propellant and research on its combustion principleAbstractThe process of designing controllable combustion solid propellant’s ingredient and the combustion characteristics of HTPB propellan
3、t under the CO2 laser radiation were studied in this paper. The main contents as follows：(1)After the research on working substance choosing standard of HTPB propellant, designed the ingredient and -范文最新推荐-3 / 8made the propellants based on the ingredient.(2) Through comparative test, the role of la
4、ser radiation in the combustion of the solid propellants was researched. The result showed that the burning rate of the solid propellants increased markedly under laser radiation.(3)The combustion controllability of HTPB propellant was studied by using high speed photographic technique. (4)The effec
5、ts of some factors, such as laser power densities and environment pressure, on the combustion characteristics of the solid propellant were studied. Some rules about the combustion characteristics of HTPB propellant under laser radiation were obtained. A linear function in the dependence of burning r
6、ate on the laser power densities can be obtained. Under the circumstance, the burning rate increased accordingly as the laser power density increased. 5.1 结论 305.2 展望 30致谢 32参考文献 331 绪论传统推进技术主要利用化学能将运载器送入预定空间轨道和实现航天器在轨机动的技术。化学推进已经有近 80 年的发展历史，目前其理论体系和应用技术基本成熟，发射基地和地面测控系统等配套设施健全 。但由于目前使用的传统化学推进系统比冲偏小
7、(500s)，受燃料中氧化剂的分子质量大和自然燃烧火焰温度的限制(最高温度只有 4000k5000k)，此外还存在以下缺陷：（1）可靠性不高，飞行可靠度小于 0.99；（2 ）价格昂贵，运输费用高，低轨道单位质量有效载荷约-范文最新推荐-5 / 811000 美元•kg-122000 美元•kg-1，高轨道时为 60000 美元•kg-1；（3）不易操作，发射准备周期长；（4）许多主力火箭使用有毒、有污染的推进剂 。因此，激光推进在航天方面的应用成为了当今及未来研究的重点。激光推进可产生 10,00020,000K 的高温，推进剂分子量小，比推力可达20， 000
8、N•s/kg。由于激光推进可依靠陆基或空基激光器远距离传输能量，从而可增加航空器有效载荷。此外，激光推进技术还具有低发射费用、高比冲、污染小等独特优势。目前，激光推进还只限于理论和实验室研究阶段，激光功率还达不到将小卫星从地面发射至空间轨道，并且要实现激光发射小卫星还有许多关键技术问题需要解决，其中激光与推进剂的相互作用及能量转换关系是亟需解决的问题，本文进行的激光辐射下固体推进剂的配方设计及燃烧性能测试就是在此背景下从事的基础研究，通过研究激光对推进剂燃烧性能的促进及控制作用，增加人们对激光与推进剂相互作用及能量转换关系的认识，从而为烧蚀模式的激光推进提供技术保障以及发展激光控制推
9、进剂燃烧的技术，同时对揭示固体推进剂燃烧机理也有帮助。 1.2 固体推进剂燃烧理论概述国标（GB5907-86 ）定义：燃烧是可燃物与氧化剂发生的放热反应，通常伴有火焰、发光和（或）发烟现象。但由于燃烧是一个包括热量传递、动量传递、质量传递和高速化学反应的综合物理化学过程，至今我们对燃烧的认识还不完善，一般将强烈放热和发光的快速化学反应过程都称为燃烧 。固体推进剂是一种含能材料，自身含有氧化剂和燃烧剂，能够在没有环境氧的参与下自持燃烧产生大量炽热气体 , 。固体推进剂的燃烧特点是反应只在反应区内进行，燃烧波的传播是化学反应区的能量通过-范文最新推荐-7 / 8热传导、辐射和对流及燃烧气态产物的
10、扩散作用传给未反应的推进剂。固体推进剂的燃烧一般是有规律的，通常是逐层燃烧，即所谓平行层燃烧，然后燃烧波的传播速度相对较慢，一般为在每秒几毫米到数百米之间，其传播方向是与燃烧气态产物移动方向相反的 。由于固体推进剂是多组分的混合物，燃烧过程存在着更为复杂的传热和传质的物理过程和激烈的化学反应过程10。固体推进剂分为均质推进剂和异质推进剂两大类。当氧化剂和燃烧剂以化学均相预混形式组合时，称为均质推进剂，均质推进剂的主要成分是硝化纤维素和硝化甘油，故也称双基推进剂，它的微观结构均匀并具有单相性。双基推进剂作为简单的推进剂，被广泛的作为研究对象，得到了许多试验数据和理论模型。当固体推进剂中的氧化剂和
11、燃烧剂呈机械状态组合时，称为异质推进剂，异质推进剂微观结构不均匀并具有多相性，这种推进剂的主要成分是氧化剂(最常用的是过氯酸铵)和粘台剂(又作为期烧剂)。通常又把异质推进剂称为复合推进剂9。复合推进剂燃烧比均质双基推进剂的燃烧更为复杂。复合推进剂由晶体氧化剂(硝酸铵 AN，过氯酸铵 AP 等) 、燃料粘合剂(聚硫橡胶 PS，聚氨酯 PU 等)及其它附加成分混合固化而成。国内外对火药的燃烧机理和理论进行了大量的研究，从各自的试验出发提出了各种各样的假说和燃烧理论。国外的有 Summerfield 粒状扩散火焰模型（GDP 模型） 、BDP 多重火焰模型、小粒子集合模型（PEM） 、 Sammons 的临界粒径模型等，国内的有“双区”稳态燃烧模型、复合多火焰燃烧模型、自由基裂解模型、神经网络模型等 - 。
