通过固体推进剂火焰的激光信号衰减研究

本文讨论波长为 1.0 6 μm的 YAG激光束通过固体推进剂火焰时引起的信号衰减。对固体推进剂药条上方的燃烧火焰和发动机喷出的高速羽焰进行了实验测量。结果表明,YAG激光束在穿越推剂火焰后会引起信号衰减;不同的推进剂引起的衰减量有很大不同;推进剂中铝粉的含量是造成近场羽焰激光信号衰减的主要因素。      

激光辐射下AP/HTPB复合推进剂低压燃烧特性数值模拟

为了研究激光辐射对AP/HTPB复合推进剂低压燃烧的作用机理，建立二维三明治稳态燃烧模型进行数值仿真研究。针对激光辐射强度1.4W/mm²，压强30～90kPa的工况下推进剂的燃烧进行仿真计算，并与130～160kPa压强下自持燃烧的仿真结果进行差异分析。结果表明，激光助燃工况下，仿真计算所得燃速与实验基本一致，最大误差不超过4.2%。在激光助燃和自持燃烧工况下，组分扩散速度快，气相火焰均为预混结构。激光助燃工况下，激光辐射的能量使得近燃面处的反应比较充分，初扩散反应在气相反应中占主导地位，气相火焰高温区域离燃面近；自持燃烧工况下，AP预混反应和初扩散反应共同主导气相反应过程，气相火焰温度在垂直于燃面方向上增长缓慢且高温区域离燃面远。激光助燃比自持燃烧时的压强指数低，推进剂燃烧对压强的敏感性较弱。     

激光步进电机型固体推进剂药条燃面同步跟踪装置

本文扼要介绍了固体推进剂药条燃面同步跟踪装置的工作原理、试验结果及其用途,并对一些问题进行了讨论。我们在美国空军科研处研制方案基础上,由断续控制改进为连续控制,使装置的起动时间缩短为几十至几百毫秒,燃面定点准确度提高到±0.05毫米以下,它可以精确测定药条的瞬时燃速、平均燃速、侵蚀燃速、变压力下的燃速及研究不稳定燃烧等,并提供了一个稳定的流场及温度场,可用于燃烧机理的研究。     

从旋转物体上去除材料的激光装置

本文叙述从旋转物体,如陀螺转子上去除材料实现陀螺转子动态平衡的装置。应用激光束去除材料,为此目的,使激光的点火时间须与旋转物体一给定位置相应,以使激光束聚集在要去除材料的那部分。激光器备有第一和第二两套电源设备,从接触旋转物体的传感器上传来控制信号后,第一充电网络激发激光器至阈值状态。激光器达到阈值状态后,从控制信号接收的延迟一段时间的触发信号,使第二充电网络自动地连接在激光器上,进一步激发激光器。延迟时间足以使激光器达到阈值状态。第二充电网络时间常数小、电压高,因此激光脉冲窄,对从旋转物体上去除材料部位提供小弧度精确控制。     

用激光燃速仪测量固体推进剂药条的瞬态燃速

本文扼要介绍了激光燃速仪的特性计算及误差分析,它可在压力变化、压力振荡时,测得固体推进剂药条的瞬态燃速.     

聚乙烯醇包覆剂的改性试验

在固体推进剂的燃速测试中,为了保证药条沿轴向平行燃烧,通常都要先将药条表面进行包覆处理.其中所用的包覆材料,则是根据推进剂性质进行选择.我国对双基药包覆条件的选择工作,是在1962年开展的.当时,通过燃速对比和中止燃烧端面观察,确定采用11%浓度的聚乙烯醇水溶液包覆2次.这一包覆条件经多年实践证明是可行的,唯低温粘接性能较差,有待进一步改进.为此,我们曾对聚乙烯醇包覆剂进行了改性试验.最初的实验,是向聚乙烯醇胶液中添加少量固化剂、增塑剂或水溶性高分子物质.这样,可以不同程度的改     

推进剂燃速与催化剂影响铝凝聚-燃烧的实验研究

本文采用多种实验技术对含铝推进剂燃速与铝的凝聚-燃烧的关系进行了研究.实验结果表明,在基本配方确定之后,催化剂含量过高对铝的燃烧不利;同时,还指出燃速是影响铝凝聚-燃烧的因素之一,但不是主要的因素,两者之间的关系不是单调的线性关系,简单地认为“增大燃速,铝凝聚程度减小”的看法,是不够妥当的.     

压力振荡过程固体推进剂瞬态燃速对压力变化响应的滞后

应用激光方法测量压力振荡过程中的固体推进剂瞬态燃速。发现对应压力的每一次振荡，都存在一次燃速振荡，但燃速对压力变化的响应有一时间滞后。对压力振荡频率为２０－３５Ｈｚ的燃烧过程，燃速滞后在相位上大约为９０°，在时间上约２０ｍｓ。最后测试结果与国外微波法获得的结果相比较，发现两者相当一致。     

双模态冲压发动机中的模态转换研究综述

在以双模态冲压发动机为推进装置的高超声速飞行器的加速过程中,燃烧室内的释热量及其分布必须做出相应的调整,使得发动机从亚燃模态转换为超燃模态。在模态转换过程中,由于燃烧室下游边界条件突然从热力壅塞状态变为无壅塞状态,其壁面压力分布会发生明显改变。这将使作用在飞行器上的推力和动量发生突然变化,可能会导致飞行器失去控制。因此,如何实现不同燃烧模态的平稳转换,是燃烧室设计中的技术难点。本文详细介绍了双模态冲压发动机中不同燃烧模态的定义和判定准则、模态转换的实现方式、模态转换的机理,以及在模态转换时可能存在的激波反射结构转换迟滞和火焰结构转换迟滞现象。      

膏体推进剂冲压发动机一次燃烧试验

针对额定流量和流量调节条件下膏体冲压发动机一次燃烧组织稳定的要求,提出了一种燃面自适应燃烧组织模式,设计了一次燃烧组织试验系统,进行了一次燃烧组织试验。试验结果表明,推进剂输送稳定,点火时序和推进剂输送时机合理,防回火措施有效,燃烧室压强经过调整后能够稳定在设计值附近。燃面自适应燃烧组织模式可以实现燃面的自适应调节,使推进剂输送和燃烧保持平衡,保证发动机的一次燃烧稳定。     

含铜有机络合物在丁羟推进剂中的作用过程初步探索

通过常压热重法、高压差热分析、夹心件中断熄火燃烧实验及SEM观察和XPS分析等多种实验观测手段,初步研究了一种能有效地降低HTPB/AP复合推进剂压强指数的含铜有机络合物(TP)的作用过程。研究表明,TP通过促进氧化剂AP的高温分解过程促进推进剂的燃速;TP的作用效果与这种化合物的耐热性和燃烧过程中各种产物的性质有关。对典型催化剂TP的研究结果为筛选燃速催化剂和进一步研究燃速催化机理提供了分析的依据。     

高速旋转固体发动机低燃速推进剂燃速性能的研究

本文研究了推进剂的降速剂种类及其含量、氧化剂粒度和粒度分布,以及发动机的旋转对低燃速固体推进剂燃速性能的影响.并研究了采用新型药条包覆剂提高推进剂燃速测试精度的方法.在此基础上,研制出稳定的低燃速复合固体推进剂.它具有高的燃速精度,较低的压强指数.文章还指出了发动机的高速旋转(2400r/min)对推进剂的燃速性能和比冲的影响.     

大L＊脉冲发动机内弹道性能的实验研究

本文介绍了远程火箭中间段制导地面动态联试用的大Ｌ＊脉冲发动机内弹道性能实验研究的情况，包括静态点火试验、动态旋转试验和高低温环境试验的情况。试验数据与设计数据符合良好。试验结果表明，脉冲发动机的主要性能满足与弹上控制系统动态联试的要求，但也带有大Ｌ＊发动机的某些明显特点。     

含铝复合固体推进剂液体喷射熄火研究

本文对含铝 18.5%、 16%的 PU和 HTPB推进剂进行了液体喷射熄火研究。结果表明:可靠熄火用液量随推进剂能量增加而增加;随着射流压降的增加,熄火速率和用液量分别增加和减少;燃烧室压强升高,用液量增加;除熄火用液量外,存在一个无因次参数,它综合反映了推进剂能量和燃速特性、喷射工况、液体性质、燃烧压强等对熄火过程的作用。      

催化剂及加入方法对HTPB复合推进剂燃烧性能的影响

通过热重分析(TG),差热分析(DTA)、高压差热分析(HPDTA),对三种催化剂(亚铬酸铜C,C、铜的有机络合物TP和铜、铬、铅盐的混合物TX)、催化剂和胶的混合物、催化剂和高氯酸铵(AP)的混合物、催化剂与AP的共同结晶物(简称共晶)的热解特性进行了研究.还对配方相同,仅催化剂加入方法不同的HTPB推进剂及不同部位、不同方法加入催化剂的AP-HTPB夹心件作了燃速测试.实验研究的结果表明:三种催化剂对AP的凝相放热反应均有加速催化作用:在AP结晶中加入催化剂的催化效率高于以混合方法加入催化剂的催化效率,进而对其机理作了探讨.     

固体火箭发动机稳态燃速二维模型参数最优化辨识

1引言发动机参数辨识常用方法是最小二乘法[1],即将参数估计问题转化为多元函数求极值问题,通过迭代选择待估参数值,使燃烧室压强计算值和实验值的残差平方和最小。采用最小二乘法进行参数辨识存在局限性[2],需要通过台劳级数展开式近似模型替代真实数学模型计算残差平方和对待     

低燃速HTPB推进剂燃速控制研究

研究了低燃速ＨＴＰＢ推进剂药柱燃速的控制规律,结果表明：球形高氯酸铵的粒度是决定燃速的主要因素;在粒度相同的情况下,原材料换批等其它工艺因素的差异导致的燃速变化值小于设计公差;经粉碎处理的细粒使高氯酸铵在存放期结块导致燃速缓慢的下降;１０Ｌ预示燃速略高于５００Ｌ随机燃速。     

GAP/AN推进剂燃烧波温度分布研究

利用先进的双钨铼微热电偶技术, 研究了ＧＡＰ／ＡＮ 推进剂的燃烧波温度分布。ＧＡＰ／ＡＮ推进剂的燃烧波可以分为凝聚相反应区、暗区、气相反应区。硝酸酯ＢＧ及高氯酸铵对ＧＡＰ／ＡＮ 推进剂的燃烧波结构有显著的影响,硝酸酯ＢＧ导致推进剂的燃速降低,压强指数升高;高氯酸铵的影响恰好相反。凝聚相反应的温度梯度及暗区厚度是影响推进剂燃速及压强指数的主要因素。     

燃速调节剂对RDX/AP/HTPB推进剂热分解的影响

利用高压差示扫描量热法（DSC）研究了含不同燃速调节剂（亚铬酸铜、草酸铵、碳纤维）的RDX／AP／HTPB推进剂热分解性能，研究发现，调速剂对推进剂燃速的影响与其对推进剂主要组分（RDX、AP和HTPB）峰温、推进剂初始放热量的影响密切相关，燃烧催化剂亚铬酸铜和碳纤维使RDX，AP的分解峰温降低，使推进剂的初始分解阶段放热量增大，分解放热峰增多，故导致推进剂燃速增加，而草酸铵使RDX的分解峰温升高，使推进剂的初始分解阶段放热量降低，所以导致推进剂燃速降低。     

纳米碳酸盐对复合固体推进剂燃烧性能的影响

研究了纳米碳酸盐对丁羟三组元、丁羟四组元、低燃速NEPE推进剂燃烧性能的影响。结果表明:纳米碳酸盐使丁羟三组元推进剂在高压(10～18MPa)和低压(4～10MPa)段的压强指数降低到0.2以下,同时使燃速明显降低;使丁羟四组元推进剂在高压段(10～18MPa)的压强指数降低到0.26左右;使低燃速NEPE推进剂的的压强指数(4～9MPa)从0.77左右降至0.55以下。从研究结果可以看出,添加该纳米碳酸盐是降低复合推进剂压强指数行之有效的途径。