NEPE推进剂粘接体系中的组分迁移及影响

采用高效液相色谱(HPLC)和等离子发射光谱(ICP),并结合粘接强度的变化,研究了NEPE推进剂粘接体系中组分的迁移及对粘接性能的影响.结果表明,NEPE推进剂中的硝酸酯和稳定剂向HTPB/TDI衬层中的迁移量,随氨基甲酸酯硬段含量的升高而增大;硝酸酯的迁移对衬层的粘接贮存性能无明显不利影响,但显著降低了HTPB/TDI衬层的力学贮存性能;NEPE推进剂中TPB的单向迁移降低了衬层/推进剂界面的粘接性能,稳定剂的单向迁移显著降低了界面的粘接贮存性能.     

NEPE推进剂“两段式”老化的动力学研究

NEPE推进剂老化表现为"两段式",即稳定剂完全消耗前后(分别对应Ⅰ阶段和Ⅱ阶段),推进剂力学性能出现显著差异.文中借鉴双基系推进剂和NEPE推进剂老化研究结果,在进一步分析"两段式"老化特性的基础上,探讨了提高NEPE推进剂贮存寿命的技术途径,计算了"两段式"老化过程的动力学参数,并比较了温度对两阶段主要反应的影响.结果表明,Ⅰ阶段稳定剂消耗反应和Ⅱ阶段推进剂聚合物基体降解反应的表观活化能分别为86.18 kJ/mol和166.35 kJ/mol,常温25 ℃时两阶段的老化速率分别为1.30×10~(-4) d~(-1)和2.75×10~(-6) d~(-1),温度对两个老化阶段都有很大影响,但老化第Ⅱ阶段受温度的影响远大于第Ⅰ阶段.     

HTPB推进剂宽泛应变率下粘弹性本构模型研究

为研究HTPB推进剂的率相关性力学性能,采用材料万能试验机、液压试验机和分离式霍普金森压杆(SHPB),分别开展了低(1.67×10~(-4)~1.67×10~(-1)s~(-1))、中(1~100 s~(-1))、高(700~2 500 s~(-1))应变率的单轴压缩实验。实验结果表明,HTPB推进剂的压缩力学性能是率相关性,随应变率的升高,给定应变下的应力逐渐增大。采用广义非线性ZWT本构模型描述HTPB推进剂宽泛应变率下的压缩力学行为,模型预测与实验数据对比表明,模型中至少需要4个麦克斯韦元件。     

白刚玉对微烟推进剂燃烧性能的影响

微烟推进剂不能含有铝粉,故必须加入其他燃烧稳定剂来抑制不稳定燃烧。本文提出了燃烧稳定剂选择的关键性指标——粒度及粒度分布的可控性,认为磨料微粉白刚玉(Al_2O_3)是微烟推进剂比较合适的燃烧稳定剂新品种,进而研究了白刚玉粒度、含量对推进剂燃速、压强指数和燃烧稳定性影响的规律性,探讨了燃烧前后白刚玉粒度变化的趋势,并由实测火焰结构证实,该推进剂与双基推进剂火焰结构相似,从而为该类推进剂选择催化剂提供了理论依据.     

固体推进剂空隙含量的体积模量测定

本研究采用体积压缩系数测量来确定固体推进剂中因气体逸出而导致的内部空隙含量(空隙区)的变化。而且测定了复合改性双基(CMDB)、交联双基(XLDB)和硝酸酯增塑聚醚(NEPE)三种推进剂体内空隙形成的速率。发现在400mm立方体内空隙含量和体积压缩系数,同用X—射线的检查结果具有良好的一致性。在这三种推进剂中,采用70和80℃下的高温贮存来加速空隙的形成。其中CMDB推进剂显示出最高的空隙形成速率。最后,探讨了断裂力学在空隙形成研究中应用的最新进展。     

发射井内推进剂着火爆炸问题

红烟硝酸、四氧化二氮、偏二甲肼等可贮存推进剂在战略弹道导弹中得到了广泛应用。美国现役洲际导弹大力神Ⅱ(射程15000公里、当量1000万吨)所采用的推进剂就是四氧化二氮和混肼-50(无水肼和偏二甲肼50％);而在苏联方面,则采用可贮存液体推进剂的战略洲际导弹占绝大多数。在现役1398枚洲际导弹中,除60枚SS-13为固体推进剂外,其余550枚SS-11、150枚SS-17、308枚SS-18、330枚SS-19,其一、二级都采用了以四氧化二氮和偏二甲肼为推进剂的可贮存液体火箭发动机,占导弹总数的     

固体火箭发动机喷管型面最佳化技术的研究

本文分析了喷管型面结构对固体推进剂火箭发动机性能和效率的影响。本研究使用三种分析方法,它们是:赫克力斯的Ⅰ_(SP)法(HIMET),固体性能程序(SPP)和普度大学 Jo-seph Hoffman 博士的直接寻求法。这些分析方法确定发动机中的流动和热损失,并以比冲(I_(SP))损失表示。在本分析中,分别考虑了扩散、摩擦、热、粒子滞后、侵蚀和化学不平衡等方面带来的损失。对采用抛物线、园弧线和特征线的喷管型面的发动机进行了性能比较。在固定喷管外轮廓(长和直径)不变的条件下研究了典型的低空和高空工作的发动机。这些计算结果对喷管型面设计有了有益的深入理解。本研究指出:第一,最佳起始扩散角随所采用的喷管型面和分析方法而变;第二,对于给定的喷管外轮廓,不论是抛物线型面、园弧线型面还是特征线型面,所获得的最大比冲基本上是相同的;第三,如果喷管型面不是最佳,就会出现明显的性能损失;第四,分析的Ⅰ(SP)预示方法能有效地用于固体推进剂火箭发动机的喷管型面设计;第五,可延伸出口锥能改进主喷管的性能。     

含DAATO_(3.5)的CMDB推进剂的制备及性能研究

为考察N-氧化3’3-偶氮双(6-氨基-1,2,4,5-四嗪)(DAATO_(3.5))在CMDB推进剂制备工艺中的适用性,采用无溶剂压伸工艺和於浆浇铸工艺对DAATO_(3.5)的工艺适用性进行了考察,制备了相应的CMDB推进剂样品。采用燃速试验、爆热试验、撞击感度试验、静电火花感度试验、爆发点试验、甲基紫试验、真空安定性试验等方法对含DAATO_(3.5)的CMDB推进剂的燃烧性能、能量性能、安全性能进行了系统研究。制备工艺试验表明,DAATO_(3.5)可安全的适用于无溶剂压伸工艺和於浆浇注工艺进行制备。性能测试结果表明,用DAATO_(3.5)取代原配方中的RDX(HMX),可明显提高推进剂的燃速,并保持燃速压强指数基本不变;随着配方中DAATO_(3.5)含量的增加,推进剂的爆热出现一定程度的降低;推进剂的撞击感度、静电火花感度及爆发点、甲基紫试验、真空安定性等热感度均出现一定程度的升高。     

预测AP/HTPB推进剂药浆粘度的经验模型

高固体含量推进剂药浆粘度的理论处理很困难,本文提出了预测AP/HTPB推进剂药浆粘度的经验模型,把药浆粘度跟体积分数C_1关联起来,得到如下方程:logηr=ao+∑a_iC_i+∑b_iC_i~2+Σc_iC_i~3再采用回归分析,求解出每个回归系数。借助该模型,可预测单级配、多级配AP/HTPB推进剂药浆粘度。使用布氏粘度计测定药浆粘度。同时研究了药浆粘度与固体含量、AP粒度比和混合比的关系。     

《上海航天》2001年总目次

新世纪寄语金壮龙 (1- 1)……………………………继往开来　再创辉煌 (4 - 1)…………………………·论文与报告·小卫星故障诊断与处理技术廖明宏 ,吴翔虎 ,程光明 (1- 2 )………………………二维时频面的ＭＴＩ滤波算法研究唐正军 ,刘代志 (1- 7)…………………………………天基综合信息网络构想袁孝康 (1- 12 )………………可贮存推进剂火箭增压气体与泵入口压力关系研究廖少英 (1- 16 )…………………………………………基于卫星质保体系的神经网络模型舒　适 ,陆力斌 ,朱鸿昌 (1- 2 2 )………………………考虑模糊因素的缺陷安全可靠性…     

含能燃烧催化剂K_2Pb[Cu(NO_2)_6]对RDX-CMDB推进剂性能的影响

采用共沉淀法制备出一种含能配合物K_2Pb[Cu(NO_2)_6],研究其作为含能燃烧催化剂对RDX-CMDB推进剂性能的影响。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光粒度仪、能谱仪(EDS)及高效液相色谱仪(HPLC)对K_2Pb[Cu(NO_2)_6]的结构、形貌、粒度、元素分析及纯度进行表征。将K_2Pb[Cu(NO_2)_6]采用内加法和外加法两种方式添加到RDX-CMDB推进剂中,探究其对推进剂性能的影响,进一步研究加少量不同铜盐与K_2Pb[Cu(NO_2)_6]复配后对燃速和压强指数的影响。采用靶线法、单幅放大彩色摄影技术和甲基紫法测定其静态燃速、火焰结构及化学安定性能。结果表明,制备的K_2Pb[Cu(NO_2)_6]样品形貌规整,呈立方体晶型,纯度非常高,达到100%;采用内加法将K_2Pb[Cu(NO_2)_6]添加到RDX-CMDB推进剂中,可使原推进剂压强指数降低0.115;将少量不同铜盐与K_2Pb[Cu(NO_2)_6]复配调节推进剂的燃烧性能,发现均有明显的降低压强指数和稳定燃速的效果,其中在8～12 MPa范围内,K_2Pb[Cu(NO_2)_6]和水杨酸铜复配后可使推进剂的压强指数下降至0.277;火焰结构表明,添加K_2Pb[Cu(NO_2)_6]的RDX-CMDB推进剂燃烧符合双基推进剂燃烧的一般规律;在常温常压下,含K_2Pb[Cu(NO_2)_6]的RDX-CMDB推进剂可能具有抑制燃烧火焰面积作用; K_2Pb[Cu(NO_2)_6]的高温分解产物主要是PbO和Cu O,可以协同催化调节推进剂的燃烧性能;添加K_2Pb[Cu(NO_2)_6]的RDX-CMDB推进剂的化学安定性能在标准许可范围内,对推进剂化学安定性影响不大。在该RDX-CMDB推进剂中,形貌规整的K_2Pb[Cu(NO_2)_6]是一种效果较好的含能燃烧催化剂。     

端羧基聚丁二烯推进剂的老化特性(第一部分:老化与交联特性)

本文研究了固化剂和防老剂对 CTPB 推进剂加速老化的影响。如果使用的固化剂在羧基当量以上,那么推进剂中过量的固化剂就起着填料的键合剂的作用,但其反应速度远远慢于粘合剂的固化速度。苯二胺类化合物(CTPB 粘合剂的稳定剂)不仅降低交联速度,而且也降低交联密度。推进剂中的少量水分,按一级反应使填料与粘合剂间的交联断裂,进而使聚合物解聚。CTPB 推进剂的交联密度约为1×10~(-3)克分子/(厘米)~3,比粘合剂的交联密度高一个数量级。     

高密度高强度丁羟推进剂配方及工艺性研究

介绍了高密度、高强度丁羟推进剂的研制。采用一种被称为STR的活性基增强剂来增强HTPB、TDI粘合剂体系的固化网络。用不同含量Cu、Cr、Pb、Fe离子进行压强指数调节,优化了粒度级配,使推进剂具有如下优良特性:固体含量>89%、密度达到1.84g/cm3、20℃抗拉强度σm≈4MPa、良好的工艺性和流变性能、并且在70℃高温下贮存2a力学性能无明显下降。     

包覆层对SZQu推进剂安定性及相容性的影响

采用75℃热加速老化试验和气相色谱试验,分别对裸药和带包覆层的SZQu推进剂进行测试,确定了安定性、中定剂质量分数随老化时间的变化规律;在升温速率β=5℃/min的条件下,采用差示扫描量热法(DSC)对老化7、54 d的裸药、包覆层和带包覆层的推进剂进行测试,比较其分解峰温,以分解峰温差值ΔTp2℃为判据判断两者相容性状况。结果表明,包覆材料对该型双基推进剂贮存安定性影响不显著,推进剂和推进剂与包覆层混合试样的分解峰温介于195~198℃之间,分解峰温的差值小于2℃,包覆层与推进剂相容性良好。     

NEPE推进剂粘接界面迁移组分定性分析

应用气相色谱-质谱(GC-MS),采用不同的色谱实验条件,用二氯甲烷萃取,对NEPE推进剂/衬层/绝热层ф25 mm圆柱标准粘接试件粘接界面不同沸点的迁移组分进行了定性分析研究。研究结果表明,推进剂中迁移组分主要有增塑剂硝化甘油(NG)、丁三醇三硝酸酯(BTTN)、稳定剂AD和燃速催化剂辛基二茂铁(ODCI),这些迁移组分可向衬层和绝热层迁移;衬层中迁移组分为增塑剂癸二酸二辛酯(DOS),该组分只向绝热层迁移,不向推进剂中迁移。     

自由基型端羟基聚丁二烯反应活性的差异

通过红外、化学滴定和力学性能随时间的变化曲线,对比了2批力学性能差异较大的Ⅰ型自由基型端羟基聚丁二烯(HTPB)反应活性,并采用低温、常温的粘流曲线、玻璃化转变温度、密度等方法对结果进行了分析。结果表明,自由基型HTPB的3种循环结构单元顺式1,4结构、反式1,4结构和1,2结构的相对含量相当,而3种羟基类型α-乙烯基伯羟基、反式烯丙基伯羟基、顺式烯丙基伯羟基相对含量也相同,自由基型HTPB不存在反应活性的差异。     

NEPE推进剂粘合剂网络结构调节研究

把混合固化剂、扩链剂聚乙二醇200(PEG200)、交联剂三羟甲基丙烷(TMP)、三官能度环氧乙烷四氢呋喃共聚醚(PET)、端异氰酸酯预聚物以及互穿网络的使用作为调整NEPE推进剂粘合剂网络结构的主要措施。采用单向拉伸手段,研究了它们对NEPE推进剂力学性能的影响。结果表明,TMP能提高推进剂的拉伸强度,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)与PEG200混合使用能提高推进剂的最大延伸率;三官能度PET能使推进剂的强度和延伸率均有所提高,当粘合剂中三官能度PET的质量分数为50%时,推进剂常温下的拉伸强度和最大延伸率分别比空白样提高了16%和161%;端异氰酸酯预聚物能改善推进剂的力学性能,尤其是对提高最大延伸率有明显作用;将新型聚合物P31引入推进剂粘合剂体系形成互穿网络,推进剂在不同温度下的拉伸强度先增大后减小,延伸率一致增大,当P31的含量占粘合剂体系的5%时,拉伸强度达到最大值。     

2HDNPPb恒容燃烧能的测定及其在RDX-CMDB推进剂中的应用

利用精密转动弹热量计测定了2-羟基-3,5-二硝基吡啶铅盐(2HDNPPb)的燃烧能ΔcU,其结果为(-7 265.08±3.97)J/g。据此计算的标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓分别为(-4 425.81±2.43)kJ/mol和(-870.47±2.76)kJ/mol。利用均匀设计法,研究了2HDNPPb、2-羟基-3,5-二硝基吡啶铜盐(2HDNPCu)和炭黑(CB)在RDX-CMDB推进剂燃烧中的复合催化作用,发现当3种组分的加入量分别为1.0%、0.6%和0.6%时,推进剂在所测压强范围内有最高燃速,并且压强指数较低。     

GAP推进剂的燃烧

为了解高能叠氮聚合物的燃烧速率机理,对GAP(聚叠氮缩水甘油醚)推进剂的燃烧和分解过程作了研究.GAP推进剂的特点是在分子结构中附有-N_3官能团,燃烧试验结果表明:即使单位质量GAP推进剂所含的能量相对较低,GAP推进剂的燃速也较高;而且其燃速很大程度上依赖于初始温度和GAP推进剂中的混合浓度.AGP推进剂的燃速随着单位质量的GAP推进剂中-N_3官能团浓度的增加而增加.从GAP燃烧火焰结构的热分布试验和热化学试验中可发现,燃烧表面放出的热量比由热气流反馈到燃烧表面的热量大得多,GAP的初始分解是由-GH_2-N=N_2分子结构中键断裂生成-C≡N N_2引起的.该分解反应具有高达685kJ/mol的放出热,由此可得,所观察到的高燃速是由燃烧表面的热分解反应引起的.     

高压强指数NEPE推进剂研究

分析了AP含量、增塑荆含量、催化剂种类、含能粘合剂体系等对NEPE推进剂燃烧性能的影响,找出了提高其燃速压强指数的有效方法.同时,采用DSC、单幅摄影、燃烧波测试等方法,研究了ZH-2催化NEPE推进荆的机理.实验结果表明,NEPE推进剂燃速压强指数提高至0.67,同时在宽压强(1.5～30 MPa)范围内消除了压强指数拐点.