贫氧推进剂可用高能燃料的种类与性能(2)

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3.2高能合金类22

3.3高能金属氢化物类22

3.4高能有机金属类..23

3.5高能固体硼烷类..23

3.6高能固体烃类.24

3.7高能储氢材料类..24

4锂铝合金制备的高能贫氧推进剂的性能..24

4.1配方设计..24

4.2根据配方制备药剂25

4.2.1试剂与原材料..25

4.2.2模压成型制备铝锂合金/PTFE贫氧推进剂..25

4.2.3浇注成型制备铝锂合金/PTFE贫氧推进剂..27

4.3铝锂合金/PTFE贫氧推进剂安全性能测定..30

4.3.1测定方法30

4.3.2测定结果31

4.3.2安全性能测试结果评价31

4.4铝锂合金/PTFE贫氧推进剂（浇注成型法制备）燃烧性能测定..31

4.4.1实验仪器31

4.4.2测量方法32

4.4.3燃烧温度测定..33

4.4.4燃烧速度测定..34

结论36

致谢37

参考文献.38
1 绪论 1.1 研究背景贫氧推进剂主要可以分为两大类：贫氧复合推进剂和贫氧烟火推进剂。目前，用于固体火箭冲压发动机的常规贫氧复合推进剂主要有三类：碳氢贫氧推进剂、镁铝贫氧推进剂和含硼贫氧推进剂，其性能如表 1.1.1所示。表1.1.1 3种常规贫氧复合推进剂的性能序号推进剂种类热值(MJ· kg-1) 密度(g· cm-3) 理论空气量比冲(s-1) 1 碳氢贫氧推进剂 ≈33 ≈1.06 — ≈1000 2 镁铝贫氧推进剂 20~23 1.6~1.7 3~6 600~700 3 含硼贫氧推进剂 29~36 1.65~1.7 7~10 900~1100 结合表 1.1.1 可以看出，硼贫氧推进剂具有高的燃烧热和高密度的优点，但点火困难是含硼推进剂需要解决的主要问题。碳氢贫氧推进剂具有燃烧热高、产物烟雾少、信号特征低的优点，但是需要解决燃烧温度低、二次点火困难和燃速密度低等问题。镁铝贫氧推进剂虽然具有价格低、能量高、点火性能好、空气余气系数范围宽的优点，但是需要解决可燃性极限、低压下燃烧稳定性、燃速、燃气发生器中固体残渣、排气烟雾等技术难题 [1]。贫氧烟火推进剂是在烟火剂基础上发展起来的一种贫氧固体推进剂，具有热值大、燃温高、配方可调性强、在较低压力下易于二次燃烧等优点。将烟火药剂引入推进剂范畴，开发一种新型贫氧烟火推进剂，研究其配方及性能并结合工艺技术进行配方的优化，对完善贫氧烟火推进剂基础研究、推进贫氧烟火推进剂的实际应用进程具有重要的意义和价值。
1.2 国内外研究现状 1.2.1 常规推进剂的研究现状推进剂是火箭发动机的能源和工质，由燃烧剂和氧化剂组成，其推进原理很简单，即工质（推进剂）被加速，由此产生反作用力—推力。如果火箭发动机是利用推进剂内所含的化学能来产生高温、高压的推进气体的，人们就把这种火箭发动机称为化学火箭发动机。二次世界大战末期，德国发明了采用液体燃料的V-1、V-2 火箭，接着苏联和美国先后研制成功固体推进剂用于火箭。液体火箭推进剂的能量高(主要用于航天运载火箭、洲际导弹等)，但发动机结构复杂、操作繁琐，而固体火箭推进剂因其在燃烧、力学、物化安定性等方面的优异特点取得军事上的普遍应用。美国研制新型 XLDB 推进剂配方，采用聚酯、聚醚多元醇和含能硝酸酯组成的粘结剂体系及美国专利发明的新型安定剂体系，改善了力学性能、弹道性能、工艺性能、热稳定性和长期储存稳定性，能适用于高性能的战略导弹系统；美海军最新研制的CL-20 高能、低特征信号推进剂(危险等级1．
3)大大降低了撞击敏感性。俄罗斯在 ADN 的研制和应用方面居世界领先地位，已将 ADN 推进剂装在米格-29、苏-27 战斗机携带的空空导弹上，以及 SS-24 和新型 SS-27 白杨-M机动洲际导弹用做第一级发动机的速燃高能推进剂。欧洲“洁净火箭推进剂”计划中HNF推进剂主要有 GAP/HNF，PNIMMO/HNF和PGLYN/HNF三种配方，可以达到较高的燃速，但压力指数较高，是急待需要解决的问题。法国研制成功了NEPE 高能推进剂、HTPB中燃速推进剂和一系列微烟推进剂，正积极开发含高能量密度材料的推进剂。德国 ICT 开发了一系列新型含能材料 Il 引源]自=751-^论-文"网·www.751com.cn/ ，最新研制的叠氮增塑剂具有较高的化学稳定性和热稳定性，可进一步提高钝感、低特征信号推进剂的性能，是一类很有潜力的增塑剂；另外，德国还研制了各种可用于水下推进火箭发动机系统的新型固体推进剂，ICT 研制的新型低特征信号推进剂具有优异的能量性能、燃烧性能、工艺性能和力学性能，提高了推进系统的水下攻击能力。我国高能固体推进剂研制采用的技术途径与国外大致相同，国外正在探索和研制的新型推进剂和新技术，我们都及时地进行了跟踪分析和探索研究，已研制出GAP、 CL-20、 ADN和相对稳定的硝酸铵等新材料，开展了GAPAN、 GAPHMX、NEPEAN、 CL-20等推进剂的配方研究， GAPAN推进剂的理论比冲接近 2450N． s／kg，已经达到或超过国外文献报道的性能水平。进入 2l 世纪，高能、钝感和低特征信号成为未来战术导弹固体推进剂发展目标：不仅要求固体推进剂具有高的能量，即高比冲、高密度，且要求固体推进剂在保持适当能量水平的基础上具有低特征信号、钝感(低易损性)和少污染等特性[2]。