《复合固体推进剂燃烧机理及燃速预估程序研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《复合固体推进剂燃烧机理及燃速预估程序研究（59页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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9、mb u st i o llmeeh ani sm ; c O ms o l i dP ro P e l l a n ts ;r 口 O d e l皿声明本学位论文是我在导师的 指导下取得的研究成果， 尽我所知，在本学位论文中，除了 加以 标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表 或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历 而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已 在论文中作了明确的说明。研 究 生 签 名 二 翌 蟀 一夕 习 月 加学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内 容，可以向
10、有关部门或机构送交并授权其保存、借阅 或上网公布本学位论文的部分或全部内容。 对于保密论文，按保密的 有关规定和程序处理。研 究 生签 名 :驾 件 - 夕 年 尸 介硕士论文复合固体推进剂绍烧机理及她速预估程序研究1 绪论L l 概述推进剂是一种经过特殊加工的、 自 身含有氧化剂和嫩烧剂， 能够在没有环境氧的参与下自 恃姗烧产生大t炽热气体的含能材料。 推进剂是火箭发动机的能源， 它通过 姗烧将推进剂的化学能转化为燃烧产物的热能， 完成火箭发动机工作过程中的第一个 能 量转换过程川 。因此，推进剂的燃烧过程与火箭发动机的 性能密切相关。按照推进剂的物理状态，可分为 液体推进剂和固体推进剂。而
11、固体推进剂又可 分为均质推进剂和异质推进剂两大类。当固体推进剂中的氧化剂和燃烧剂呈机械状 态组合时，称为异质推进剂;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tzl .由于固体火箭推进剂本身含有可燃物和氧化剂， 能在一定的外界能量激发下， 可在密闭的隔绝空气的环境中燃烧， 这使它区别于普通嫩料。 推进剂燃烧是同时在气相、 液相和固相发生的化学反应和输运过程， 比一般的嫩气混合物的燃烧更为复杂。 作为 一种能源， 也只有通过燃烧才可将其化学潜能转化为热能， 最终变为弹丸或火箭的动 能。 所以， 推进剂的燃烧性能十分重要， 它直接影响着武器的弹道性能。 对于枪炮发射药的装药设计，
12、在一定范围内尚可通过改变药粒的形状和厚度以控制嫩气的生成速 率， 满足不同武器弹道的要求。 但对于火箭发动机的装药设计， 则经常需要通过改变 推进剂的化学组成、 物理结构以调节推进剂的燃烧性能， 才能适应不同的具体装药要 求。 因此， 长期以来人们一方面不断地提高推进剂的能量， 同时也积极研究推进剂的 燃烧。固体推进剂燃烧理论已 经成为 燃烧科学的重要分支13 川 。L Z 复 合固 体推 进剂发展概况“ 刃国 外 复 户 固 体 推 进 剂 在 武 器 上 应 用 已 有 40 多 的 年 发 展 历 史 当 今 ， 丁 轻 (HTPB )推进剂是工业生产规模最大， 应用范围最广的复合固体推
13、进剂。 据报道，自七十年代以来，美国共计生产的H T P B推进剂达 12万吨左右。目前H T P B推进剂已应用于世 界各种用途的火箭发动机中， 是当前固体推进剂的主流。 可以认为H T P B推进剂是能盆、 力学性能、 燃烧性能、贮存性能和成本等方面的较佳综合，因而表现出优良的综 合性能，预计本世纪初，它的应用仍将是主要的。目 前， 美国、 俄罗斯、 法国、日 本和印度等国不但在战略、 战术导弹上使用HTPB推进剂，在大型运载火箭、助推进器和上面( 顶) 级发动机也都使用了H T P B 推进剂， 如美国的 M x 第一级、 第二 级、 潘兴n 导 弹、 侦察兵第三级、 飞马座各级发 动机
14、、 德尔 它一 H 的9 台固体助推器等，日 本的 十11火箭固体助推器及印 度的P SI 发动机等等.另外高能化与无烟化代表着当 今固体推进剂的发展方向。目 前， 对于常用的含高硕士论文复合固体推进剂姗烧机理及招速预估程序研究氛酸按( A P ) 的丁经复合推进剂而言，实现这一目 标的主要途径是用硝胺炸药 H 侧 吠 ( R D x ) 取代部分AP， 构成含有H M x佃 。 X)IA 卫的高能复合推进剂。 这种含硝胺氧化 剂的推进剂具有能量高、 烟雾少、 燃温低、 腐蚀性小等优点， 故而在火箭导弹中已 得到愈来愈广泛的应用。 随着固体火箭技术的发展， 对固体推进剂的要求不断提高，因 而改
15、进、 提高推进剂的综合使用性能， 充分发挥现有丁经复合推进剂的潜在能力， 仍 是这个领域的研究重点。 加之， 硝胺炸药部分取代A P 之后存在的缺陷是使推进剂姗 速降低、 压力指数升高。因此， 在保证能量前提下， 提高燃速、降低压力指数仍是该类推进剂研制的关键技术。西方国家顶级发动机有74% 采用固体发动机， 性能水平与战略导弹上面顶级水平 相当， 采用高固体含量的 H TPB 推进剂， 添加H M x( R D x ) 是重要的技术途径。 航天运 载用H TPB 固体推进剂仍是当今主流， 美国航天飞机两台固体助推器上8 台分离发动机也采用H TPB 推进剂，现改为固体含量88%的H 冲B 推
16、进剂，装了改进型固体发动机 (s R M U ) ， 用于第一枚大力神一 4B运载火箭， 并 于1 9 97年2 月 22日 发 射了 导弹早期 预 替卫星: 日 本M 火箭七十年代采用丁经推进剂，八十年代改用了固体含量为88%的 H 仰B 推进剂，可见H T P B 推进剂是目 前和今后相当一段时间内主要采用的推进剂品 种。国外除了 少数发动机采用86% 固体含量的 HTPB推进剂( 如阿里安一5)外、潘兴n 一、 二级。 爱国者、 斯托一120 ， S R M U 沐S R 州固体助推器、 M-5 和M 一 1 4 和M 一 34发动机等) 。上面顶级发动机中使用了8 8 一 90%固体含量的H 仰B 推进剂，为了提高能量，使 用了一部分H MX ， 替代A P ， 如锡奥科尔公司研制的顶级发动机所用的几种推进剂( 见 表1)。美法共同研制的先进航天发动机采用1 2 % H M X ，固体含量为90%的 H T P B 推进剂， 测得高空比冲2 9 7lN.s /k 9 ( 膨胀比为49.4 1 ) 。 印度航天局已 经完成了20% H M X， 固 体含量
