單室雙推力固體火箭發動機用NEPE低燃速推進劑的燃燒性能

2023年12月25日發(作者：一場花開花落)

固體火箭技術　第４ｌ卷第１期　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄ　Ｒｏｃｋｅｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１４１　Ｎｏ．１　２０１８　．單室雙推力固體火箭發動機用ＮＥＰＥ　低燃速推進劑的燃燒性能①　代志高，宋琴，吳京漢，項麗，尹必文　（湖北航天化學技術研究所，襄陽４４１００３）　摘要：開展了ＡＰ含量、粒度和ＨＭＸ粒度、胺類化合物、有機化合物ＲＴＡ和ＲＴＪ對推進劑燃燒性能的影響研究，并對　ＲＴＪ／ＲＴＡ組合催化劑在推進劑中的作用機理進行了初步分析。結果表明，配方中加入ＲＴＪ／ＲＴＡ組合催化劑，實現了降低　４、１７．５　ＭＰａ燃速的同時降低低壓段、高壓段壓強指數，通過ＤＳＣ研究表明，ＲＴＪ／ＲＴＡ對ＡＰ的分解有抑制作用。通過合理調　節ＡＰ／ＨＭＸ的相對含量、ＡＰ粒度和ＨＭＸ的粒度以及采用ＲＴＪ／ＲＴＡ組合催化劑，得到了固體含量為８０％的低燃速配方　關鍵詞：低燃速推進劑；降速劑；單室雙推力發動機　中圖分類號：Ｖ５１２　文獻標識碼：Ａ　文章編號：１００６．２７９３（２０１８）Ｏ１—００４７—０６　ＤｏＩ：１０．７６７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６．２７９３．２０１８．０１．００９　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ＮＥＰＥ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ｓｉｎｇｌｅ　ｃｈａｍｂｅｒ　ｄｕａｌ　ｔｈｒｕｓｔ　ｒｏｃｋｅｔ　ｍｏｔｏｒ　ＤＡＩ　Ｚｈｉｇａｏ，ＳＯＮＧ　Ｑｉｎ，Ｗｕ　Ｊｉｎｇｈａｎ，ＸＩＡＮＧ　Ｌｉ，ＹＩＮ　Ｂｉｗｅｎ　（Ｈｕｂｅｉ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　Ｃｈｅｍｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉａｎｇｙａｎｇ　４４１００３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｏｎ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｌｏｗ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ＮＥＰＥ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ａ　ｓｉｎｇｌｅ　ｃｈａｍｂｅｒ　ｄｕａｌ　ｔｈｒｕｓｔ　ｒｏｃｋｅｔ　ｍｏｔｏｒ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ，ｗｈｉｃｈ　ｉｎｃｌｕｄｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ＡＰ，ｔｈｅ　ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ　ｏｆ　ＡＰ　ａｎｄ　ＨＭＸ，ｔｈｅ　ａｍｉｎｅ—ｂａｓｅｄ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ，　ｔｈｅ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ　ｓｕｃｈ　ａｓ　ＲｒｒＪ　ａｎｄ　ＲＴＡ．Ｂｅｓｉｄｅｓ．ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｎ　ＲＴＪ　ａｎｄ　ＲＴＡ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ．　Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ａｔ　４　ＭＰａ　ａｎｄ　１７．５　ＭＰａ　ｗａｓ　ｌｏｗｅｒｅｄ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＲＴＪ　ａｎｄ　ＲＴＡ．ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔ｝ｌｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｘｐｏｎｅｎｔ　ａｔ　ｌｏｗ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ．Ｔｈｅｒｅ　ｗａｓ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ＡＰ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＲＴＪ　ａｎｄ　ＲＴＡ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ＤＳＣ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ　ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ　ｗｉｔｈ　８０％ｓｏｌｉｄ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ａｎｄ　ｌＯＷ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｗａｓ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ａｄｊｕｓｔｉｎｇ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｙ　ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ＨＭＸ　ａｎｄ　ＡＰ，ｔｈｅ　ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ　ｏｆ　ＡＰ　ａｎｄ　ＨＭＸ，ａｎｄ　ａｄｄｉｎｇ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＲＴＪ　ａｎｄ　ＲＴＡ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ；ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ；ｓｉｎｇｌｅ　ｃｈａｍｂｅｒ　ｄｕａｌ　ｔｈｒｕｓｔ　ｒｏｃｋｅｔ　ｍｏｔｏｒ　０　引言　推進劑呈同心層排列的裝藥結構（套裝）和兩種燃速　雙推力發動機是固體火箭發動機的一個重要分　不同的推進劑前后串聯的裝藥結構（串裝）。串裝式　支，它分為單室雙推力發動機和雙室雙推力發動機…。　通孔雙燃速發動機在起飛時，助推段裝藥推進劑和續　單室雙推力發動機是指用一個燃燒室產生兩級推力的　航段裝藥推進劑同時燃燒；在飛行時，只有續航段裝藥　發動機，這種發動機可為火箭提供起飛時的大推力及　推進劑燃燒。為滿足飛行過程中發動機較長的工作時　飛行過程中的續航推力　Ｊ。通過發動機設計實現單室　間，要求續航段裝藥推進劑在高壓和低壓同時具有低　雙推力的技術途徑主要有：（１）噴管一定，選用一種推　的燃速。為減少燃速波動對燃燒室壓力的影響，要求　進劑，改變燃燒面積，實現雙推力；（２）噴管一定，選用　續航段裝藥推進劑在高壓段和低壓段同時具有較低壓　燃速不同的兩種推進劑實現雙推力；（３）燃面調節與　強指數。本文研究的ＮＥＰＥ低燃速推進劑應用于采用　燃速調節的各種組合實現雙推力；（４）調節發動機噴　通孑Ｌ串聯兩種不同燃速推進劑單室雙推力發動機。　管實現雙推力。技術途徑（２）可采用兩種燃速不同的　ＮＥＰＥ推進劑打破了雙基推進劑和復合推進劑的　①收稿日期：２０１７—０３—３１；修回日期：２０１７—０５·０８。　作者簡介：代志高（１９７６一），男，碩士，主要從事高能固體推進劑配方研究。Ｅ—ｍａｉｌ：２９７３４９４７９５＠ｑｑ．ｃｏｒｎ　．———４７－－－——　

２０１８年２月　固體火箭技術　第４ｌ卷　界限，它充分發揮了雙基推進劑中液體硝酸酯能量高、　論計算確定配方固體含量為８０％，推進劑配方基本組　復合推進劑中聚醚聚氨酯粘合劑力學性能好的特點。　成見表１。　ＮＥＰＥ推進劑采用大量含能組分一硝胺和硝酸酯，　表１推進劑配方基本組成　Ｔａｂｌｅ　１　Ｔｈｅ　ｂａｓｉｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ　ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ％　由于兩者的固有性質及大量的使用，導致該類推進劑　的壓強指數偏高，燃速可調范圍窄，且燃燒性能難以調　節，燃速與壓強指數調節技術之間相互制約　，一般情　況下燃速升高壓強指數降低，燃速降低則壓強指數升　高。無論是在雙基推進劑中，還是在復合固體推進劑　中，加入燃速調節劑是調節燃速、降低壓強指數的有效　２結果分析與討論　方法之一＿４　Ｊ。燃速調節劑可分為增速劑和降速劑，　國內外對增速劑的研究都較活躍，但對降速劑的研究　則較少，特別是對既能降低燃速又能降低壓強指數的　降速劑的研究更少。國內外學者在推進劑中加入一些　可抑制ＡＰ熱分解的鹽類或通過一些新型含能材料　（如ＦＯＸ．１２、ＤＮＰ等）部分取代配方中的硝胺，來降低　推進劑燃速　ｊ。楊立波等　通過降速劑共聚甲醛　（ＰＯＭ）和蔗糖八醋酸酯（ＳＯＡ）的復配，降低了雙基低　燃速推進劑的壓強指數，但未同時降低推進劑燃速。　本文研究了ＮＥＰＥ推進劑低壓和高壓燃燒性能的　主要影響因素，并獲得了既能降低低壓和高壓燃速，又　能降低低壓段和高壓段壓強指數的降速劑。　１實驗　１．１推進劑樣品制備　推進劑樣品制備工藝為傳統復合推進劑制造工　藝，將推進劑組分預混后加入到ＶＫＭ一５型立式捏合機　中于５４－６０℃下捏合８５～１００　ｍｉｎ，出料并真空澆注，　放置于５０　ｏＩ＝油浴烘箱內固化７　ｄ得到推進劑方坯。　１．２實驗方法　推進劑靜態燃燒性能測試采用水下聲發射法測　定。首先將推進劑制成４　ｍｍＸ４　ｍｍ￣１１０　ｍｍ的藥條，　測試２５℃、３—８　ＭＰａ、１２—２２　ＭＰａ壓強下各壓力點藥　條的燃燒時間，采樣頻率為１　Ｋ，選取的每個壓力下同　時測定測試５根藥條燃速數據；然后進行統計處理，求　出平均燃速，根據Ｖｉｅｉｌｌｅ經驗式ｒ＝印　，通過線性回歸　方法求出壓強指數ｎ。　１．３推進劑配方　推進劑粘合劑分別采用聚醚和疊氮聚醚作為粘合　劑時，同一壓強下的燃速依次升高，燃速隨壓強變化的　敏感性也依次升高　；增塑劑中的硝酸酯基含量越高，　同一壓強下燃速越高。因此，配方選用聚醚為粘合劑，　硝酸酯基含量低的硝酸酯為增塑劑，通過熱力學理論　計算、考慮高能固體推進劑配方設計原則及理論基礎，　結合原材料成熟度，確定以無規共聚醚／硝酸￣／ＡＰ／　ＨＭＸ／Ａ１為基本組分，為保證推進劑能量性能，通過理　一４８一　２．１　ＡＰ含量對推進劑燃燒性能的影響　推進劑配方固體組分主要為ＨＭＸ、ＡＰ，固定ＨＭＸ　與ＡＰ總含量不變，研究了ＡＰ含量對推進劑燃速（４、　１７．５　ＭＰａ）和壓強指數（３～８　ＭＰａ、１４—２２　ＭＰａ）的影　響，結果見圖ｌ、圖２。　重　繁　２５　３Ｏ　３５　４０　４５　５０　ＡＰ含量／％　圖１　ＡＰ含量對推進劑燃速的影響　ｔａｇ．１　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ＡＰ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ　２５　３Ｏ　３５　４０　４５　５０　ＡＰ含量／％　圖２　ＡＰ含量對推進劑壓強指數的影響　ａｔｇ．２　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ＡＰ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｘｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ　從圖１、圖２可看出：（１）隨著配方中ＡＰ含量的降　低，推進劑４、ｌ７．５　ＭＰａ燃速逐漸降低；當ＡＰ含量由　４７％降低為２７％時，推進劑４　ＭＰａ燃速降低幅度為　１３．２％，推進劑ｌ７．５　ＭＰａ燃速降低幅度為３．２１％，這可　能是由于ＡＰ含量降低后，推進劑配方中有效氧含量　降低，推進劑燃燒時不能得到充分燃燒，使燃燒釋放的　熱量減少，從而導致推進劑燃速降低；（２）隨著配方中　ＡＰ含量降低，低壓段靜態壓強指數增加，而高壓段靜　

２０１８年２月　代志高，等：單室雙推力固體火箭發動機用ＮＥＰＥ低燃速推進劑的燃燒性能　第１期　態壓強指數降低。　２．２　固體組分粒度對推進劑燃燒性能的影響　固體組分粒度在推進劑中合理的分布可提高燃燒　表面結構的均勻性，改善推進劑的燃燒性能。考察了　ＡＰ粒度、ＨＭＸ粒度對推進劑燃速（４、１７．５　ＭＰａ）和壓　表面的熱量也增加，故而推進劑的燃速提高。　強指數（３—８　ＭＰａ）的影響，結果見圖３～圖６。　毫　艘　ｌ５０　２００　２５０　３００　３５０　４ＯＯ　４５０　度／ｔｕｎ　圖３　ＡＰ粒度對推進劑燃速的影響　Ｆｉｇ．３　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｔｈｅ　ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ　ｏｆ　ＡＰ　Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ　１５０　２００　２５０　３００　３５０　４００　４５０　ＡＰ粒度／哪　圖４　ＡｌＰ粒度對推進劑低壓段壓強指數的影響　Ｆ＇ｇｉ．４　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ　ｏｆＡＰ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｘｐｏｎｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　瑚　度／ｒｕｎ　圖５　ＨＭＸ粒度對推進劑燃速的影響　ｌｒｉｇ．５　Ｅｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｒｕｎｕｌａｒａｙ　ｏｆ　ＨＭＸ　ＯＲ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ　從圖３、圖４可看出，固定配方中ＡＰ含量不變，ＡＰ　粒度增加，推進劑４　ＭＰａ燃速和１７．５　ＭＰａ燃速均降低　而低壓段壓強指數增加。這是由于ＡＰ細粒度含量越　多，ＡＰ的比表面積越大，這樣有利于熱分解和凝聚相　放熱反應，ＡＰ在推進劑燃燒表面附近放熱增加，傳給　ＨＭＸ粒度／ｔｕｎ　圖６　ＨＭＸ粒度對推進劑低壓段壓強指數的影響　Ｆｉｇ．６　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｔｈｅ　ｇｒａｎｕｌａｒｉｙｔ　ｏｆＨＭＸ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｘｐｏｎｅｎｔ　ｏｆｔｈｅ　ｌｏｗ　ｐｎ　ｓｕｒｅ　從圖５、圖６可看出，固定配方中ＨＭＸ含量不變，　隨著ＨＭＸ粒度增加，推進劑４、１７．５　ＭＰａ燃速降低，低　壓段靜態壓強指數也呈降低趨勢。　２．３燃燒性能調節劑對推進劑燃燒性能的影響　２．３．１胺類化合物對推進劑燃燒性能的影響　國內外學者　對胺類化合物、碳酸鹽在丁羥推進　劑中進行了使用性能研究。研究結果表明，胺類化合　物、碳酸鹽能夠降低丁羥推進劑的燃速。考察了草酸　胺、草酰胺、草酸胺／ＣａＣＯ　（１：１）對推進劑燃燒性能　的影響，結果見圖７、圖８和表２。　表２胺類物質對推進劑壓強指數的影響　ＴａｂＩｅ　２　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｔｈｅ　ｎｍｌｎｅ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ　ｏｎ　ｈｔｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｘｐｏｎｅｎｔ　壓￣ｄＭＰａ　圖７胺類物質對推進劑低壓燃速的影響　ｉＦｇ．７　Ｅｆｅｃｔ　ｏｆｔｈｅ　ａｍｉｎｅ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆｔｈｅ　ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　．．．——４９－－－——　

２０１８年２月　固體火箭技術　第４１卷　從圖９、圖１Ｏ、表３可看出：（１）配方中加入ＲＴＪ能　夠顯著降低推進劑４　ＭＰａ和１７．５　ＭＰａ燃速，隨著配方　如　中ＲＴＪ含量增加，推進劑燃速降低；（２）配方中加入　ＲＴＪ推進劑高壓段壓強指數降低，但推進劑低壓段壓　譬　壓強／ＩＶｉＰａ　圖８胺類物質對推進劑高壓燃速的影響　Ｆｉｇ．８　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｍｉｎｅ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　從圖７、圖８、表２可看出，推進劑配方中加入上述　物質只能小幅度降低推進劑４　ＭＰａ和ｌ７．５　ＭＰａ燃速，　同時提高了推進劑低壓段和高壓段壓強指數。　２．３．２新型有機化合物對推進劑燃燒性能的影響　新型有機化合物ＲＴＪ、ＲＴＡ含有能吸附ＮＯ：和　Ｃ１０　的稠環，通過降低“嘶嘶”區內強氧化劑（ＮＯ：和　ＣＩＯ　）的百分含量，降低了“嘶嘶”區內氧化還原反應　的發生，從而降低了“嘶嘶”區的溫度梯度，達到降低　推進劑燃速的目的。同時分子中含有能夠抑制ＡＰ分　解的基團，提高了ＡＰ的分解溫度，也達到了降低推進　劑燃速的目的。開展了ＲＴＪ、ＲＴＪ／ＲＴＡ對推進劑燃燒　性能的影響研究，結果見圖９、圖１０和表３。　表３　ＲＴｌＪ含量對推進劑壓強指數的影響　Ｔａｂｌｅ　３　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ＲＴＪ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｘｐｏｎｅｎｔ　６　Ｏ　一詩４　５　《４　０　２．５　圖９　ＲＴＪ含量對推進劑低壓燃速的影響　Ｆｉｇ．９　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆＲＴＪ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　一５Ｏ一　強指數增加。　一　９．０　８．５　７．５　６．Ｏ　壓強／ＭＰａ　圖１０　ＲＴＪ含量對推進劑高壓燃速的影響　Ｆｉｇ．１０　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ＲＴＪ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　將ＲＴＪ與ＲＴＡ進行組合，考察其相對含量（３／１、　１／１）對推進劑燃燒性能的影響，結果見圖１１、圖１２和　表４。　９壓強／ＭＰ　圖１１　ＲＴＪ／ＲＴＡ對推進劑低壓燃速的影響　Ｆｉｇ．１１　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＲＴＪ／ＲＴＡ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　壓強／ＭＰａ　圖１２　ＲＴＪ／ＲＴＡ對推進劑高壓燃速的影響　Ｆｉｇ．１２　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＲＴＪ／ＲＴＡ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　從圖１１、圖１２、表４可看出：（１）ＲＴＪ／ＲＴＡ等量代　替ＲＴＪ，ＲＴＪ／ＲＴＡ制得的推進劑４、１７．５　ＭＰａ燃速略低　　９

２０１８年２月　代志高，等：單室雙推力固體火箭發動機用ＮＥＰＥ低燃速推進劑的燃燒性能　第１期　從圖１３、圖１４、表５可看出，（１）固定降速劑的相　等量代替ＲＴＪ，對低壓燃速、高壓燃速不同程度的降　對含量，隨著加入量增加，推進劑燃速降低，壓強越高　低，隨著壓強增加，燃速降低幅度增大，ＲＴＪ／ＲＴＡ制得　推進劑燃速降低幅度越大，當加入量為５％時，推進劑　的推進劑３～８　ＭＰａ、１７．５～２２　ＭＰａ的靜態壓強指數低　４　ＭＰａ燃速為３．０８２　ｍｍ／ｓ，１７．５　ＭＰａ燃速為　于ＲＴＪ制得的推進劑３～８　ＭＰａ、１７．５～２２　ＭＰａ的靜態　５．９９６　ｍｍ／ｓ；（２）固定組合降速劑的相對含量，隨著加　壓強指數，特別是推進劑高壓段壓強指數降幅較大；　入量的增加，推進劑低壓段靜態壓強指數基本保持不　于ＲＴＪ制得的推進劑４、１７．５　ＭＰａ燃速；（２）ＲＴＪ／ＲＴＡ　（３）ＲＴＪ／ＲＴＡ（３／１）制得的推進劑低壓段壓強指數略　變，高壓段靜態壓強指數降低，當加入量為５％時，低壓　高于ＲＴＪ／ＲＴＡ（１／１）制得的推進劑低壓段壓強指數；　段靜態壓強指數為０．５３，高壓段靜態壓強指數為０．４８。　ＲＴＪ／ＲＴＡ（３／１）制得的推進劑高壓段壓強指數低于　ＲＴＪ／ＲＴＡ（１／１）制得的推進劑高壓段壓強指數。　表４　ＲＴＪ／ＲＴＡ對推進劑壓強指數的影響　Ｔａｂｌｅ　４　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＲＴＪ／ＲＴＡ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｘｐｏｎｅｎｔ　２．４降速劑ＲＴＪ／ＲＴＡ使用性能研究　２．４．１　ＲＴＪ／ＲＴＡ含量對推進劑燃燒性能的影響　固定降速劑Ｒ１１Ｊ／ＲＴＡ的相對含量（３／１），考察了　其加入量（外加）對推進劑靜態燃燒性能的影響，結果　見圖ｌ３、圖ｌ４和表５。　壓強／ＭＰａ　圖１３　ＲＴＪ／ＲＴＡ加入量對推進劑低壓燃速的影響　Ｆｉｇ．１３　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆＲＴＪ／ＲＴＡ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　壓強／ＭＰａ　圖ｌ４　ＲＴＪ／ＲＴＡ加入量對推進劑高壓燃速的影響　Ｆｉｇ．１４　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆＲＴＪ／ＲＴＡ　ｏｎ　ｈｔｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　表５　ＲＴＪ／ＲＴＡ加入量對推進劑壓強指數的影響　Ｔａｂｌｅ　５　Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｈｔｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｒＪ／ＲＴＡ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｅｘｐｏｎｅｎｔ　２．４．２　ＲＴＪ／ＲＴＡ作用機理分析　對ＡＰ、ＡＰ＋ＲＴＪ／ＲＴＡ（３／１）進行了ＤＳＣ分析，其　結果如圖１５、圖１６所示。　溫度／ｏｃ　圖１５　ＡＰ的ＤＳＣ曲線　Ｆｉｇ．１５　ＤＳＣ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ＡＰ　圖１６　ＡＰ＋ＲＴＪ／ＲＴＡ的ＤＳＣ－ＴＧ曲線　Ｆｉｇ．１６　ＤＳＣ－ＴＧ　ｃｕｒｖｅ　ｏｆ　ＡＰ　ａｎｄ　ＲＴＪ／ＲＴＡ　從圖１５、圖ｌ６可看出，ＡＰ中混入ＲＴＪ／ＲＴＡ，ＡＰ　晶型轉變峰基本保持不變，ＡＰ低溫分解峰由３０４．４　ｏＣ　升高到３１２．１。【＝，升高了７．７℃，高溫分解峰１￣３７１．２　

２０１８年２月　固體火箭技術　第４１卷　升高到４０８．１　ｏＣ，升高了３６．９　ｏＣ。ＡＰ中混入Ｒ　ｒＪ／　對ＡＰ的分解有抑制作用，導致推進劑燃速降低。　２．４．３動態燃燒性能的驗證　參考文獻：　航出版社，２００４．　防空導彈設計［Ｍ］．北京：中國宇　ＲＴＡ后ＡＰ低溫、高溫分解峰溫度升高，說明ＲＴＪ／ＲＴＡ　［１］斯維特洛夫，戈盧別夫．［２］林小樹，王寶山，金世學．雙燃速固體發動機內彈道計算　根據上述研究結果，確定燃燒性能調節劑ＲＴＪ／　ＲＴＡ加入量為５％，ＲＴＪ／ＲＴＡ的相對含量為３／１，通過　方法［Ｊ］．固體火箭技術，１９９１，１４（４）：１２·ｌ８．　ＬＩＮ　Ｘｉａｏｓｈｕ，ＷＡＮＧ　Ｂａｏｓｈａｎ，ＪＩＮ　Ｓｈｉｘｕｅ．Ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｉｎ－　ｔｅｍａｌ　ｂａｌｌｉｓｔｉｃ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ　ｒｏｃｋｅｔ　ｍｏｔｏｒｓ　ｗｉｔｈ　ｄｕａｌ　ＢＳＦ￣ｂ７５　ｍｍ發動機的裝藥和試車，驗證了推進劑的動　態燃燒性能，結果見表６。　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｍａｌ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄ　Ｒｏｃｋｅｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９１，１４　（４）：１２·１８．　［３］　吳芳，王世英，龐愛民．ＮＥＰＥ推進劑燃燒性能研究概況　表６推進劑動態燃燒性能（ＢＳＦ￣７５　ｎｌｎ１）　Ｔａｂｌｅ　６　Ｄｙｎａｍｉｃ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ（ＢＳＥ　５咖）　從表６可看出，推進劑４　ＭＰａ動態燃速為　３．９０　ｍｍ／ｓ，１７．５　ＭＰａ動態燃速為８．９３　ｍｍ／ｓ；低壓段　（３～８　ＭＰａ）動態壓強指數為０．４９，高壓段　（１４－２２　ＭＰａ）動態壓強指數為０．４４，推進劑在實現低　燃速同時實現了較低的壓強指數。　３結論　（１）通過合理調節配方中ＡＰ含量、固體組分粒度　以及添加高效的ＲＴＪ／ＲＴＡ降速劑，得到燃速和壓強指　數低的高固體含量ＮＥＰＥ推進劑配方。　（２）配方中加入胺類化合物，只能小幅度降低推　進劑４　ＭＰａ和１７．５　ＭＰａ燃速，同時提高了推進劑低壓　段和高壓段壓強指數；加入新型有機化合物ＲＴＪ能夠　顯著降低推進劑４　ＭＰａ和１７．５　ＭＰａ燃速，推進劑高壓　段壓強指數降低，但推進劑低壓段壓強指數增加。　（３）與配方中單獨加入ＲＴＪ比較，加入等量的　ＲＴＪ／ＲＴＡ組合降速劑，推進劑４　ＭＰａ和ｌ７．５　ＭＰａ燃速　降低，同時推進劑高壓段和低壓段壓強指數降低；隨著　加入量的增加，推進劑低壓段靜態壓強指數基本保持　不變，高壓段靜態壓強指數降低。　（４）通過ＤＳＣ對ＲＴＪ／ＲＴＡ作用機理進行了初步　研究。研究表明，ＲＴＪ／ＲＴＡ提高了ＡＰ低溫、高溫分解　峰溫，對ＡＰ的分解起到抑制作用，從而降低了推進劑　燃速。　一５２一　［Ｊ］．飛航導彈，２００３，２４（７）：５１—５５．　ＷＵ　Ｆａｎｇ，ＷＡＮＧ　Ｓｈｉｙｉｎｇ，ＰＡＮＧ　Ａｉｍｉｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＮＥＰＥ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００３，２４（７）：５１—５５．　［４］　張小平．復合燃速調節劑對ＮＥＰＥ推進劑高壓燃燒性能的　影響［Ｊ］．固體火箭技術，２００７，３０（２）：１２８－１３１．　ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｏｐｉｎｇ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ—ｒａｔｅ　ｍｏｄｉｉｆｅｒｓ　ｏｎ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ＮＥＰＥ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ　ｕｎｄｅｒ　ｈｉｇｈ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｍａｌ　ｏｆ　Ｓｏｌｉｄ　Ｒｏｃｋｅｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００７，３０　（２）：１２８－１３１．　［５］Ｃｕｒｔｉｓ　Ｄ　Ｄ．Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｐｒｏｐｃｅｓｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｂｙ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　ｓｉｚｅ　ｉｎ　ｈｉｇｈ　ｅｎｅｒｙｇ　ｓｏｌｉｄ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ［Ｐ］．ＵＳＰ　４６９３７６４，１９８７．　［６］張正中，曹芳潔，劉曉軍，降低固體推進劑燃速研究進展　［Ｊ］．化學推進劑與高分子材料，２０１４，１２（３）：２５．２８．　ＺＨＡＮＧ　Ｚｈｅｎｇｚｈｏｎｇ，ＣＡＯ　Ｆａｎｇｊｉｅ，ＬＩＵ　Ｘｉａｏｊｕｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｓｏｌｉｄ　ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ［Ｊ］．　Ｃｈｅｍｉｃｌａ　Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ＆Ｐｏｌｙｍｅｉｒｃ　Ｍａｔｅｒｉｌａｓ，２０１４，１２（３）：　２５．２８．　［７］楊立波，周瑞．復合降速劑對低燃速推進劑燃燒性能的影　響［Ｊ］．火炸藥學報，２０１３，３６（６）：７０－７３．　ＹＡＮＧ　Ｌｉｂｏ．ＺＨＯＵ　Ｒｕｉ．Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｄｅｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ　ａ—　ｇｅｎｔｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｐｅｌｌｎａｔ　ｗｉｔｈ　ｌｏｗ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ［Ｊ］．Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ　ａｎｄ　Ｐｒｏ—　ｅｐｌｌｎａｔ，２０１３，３６（６）：７０—７３．　［８］　王芳，張小平，胡潤芝，等．硝酸酯增塑聚醚高能推進劑高　壓燃燒性能研究［Ｊ］．推進技術，２００４，２５（５）：４６９－４７２．　ＷＡＮＧ　Ｆａｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｏｐｉｎｇ，ＨＵ　Ｒｕｎｚｈｉ．Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｃｏｍ—　ｂｕｓｔｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｓｅ　ｏｆ　ｎｉｔｒａｔｅ　ｅｓｔｅｒ　ｐｌａｓｔｉｃｉｚｅｄ　ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ　ｐｒｏｐｅｌ—　ｌｎａｔｓ　ａｔ　ｈｉ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｆｏ　Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　２００４，２５（５）：４６９－４７２．　［９］孫運蘭，李疏芬，丁敦輝．復合推進劑中的降速劑［Ｊ］．推進　技術，２００５，２６（４）：３７６—３８０．　ＳＵＮ　Ｙｕｎｌａｎ，ＬＩ　Ｓｈｕｆｅｎ，ＤＩＮＧ　Ｄｕｎｈｕｎ．Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ　ｏｆ　ｌｏｗｉｎｇ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｉｎｇ　ｒａｔｅ　ｉｎ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｐｒｏｐｅｌｌｎａｔｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｒｏ－　ｐｄｓｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，２６（４）：３７６—３８０．　（編輯：劉紅利）