国内外固体推进剂的研究国内外研究现状
时间:2017-06-11 21:25 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 随着航天工业和战略战术武器的发展，对固体火箭推进剂技术提出更高的要求，近年来主要对以下几种推进剂进行了深入的研究。（1）无烟、低信号推进剂“低特征信号”是指火箭发动机排气羽流的烟(一次烟和二次烟)、二次燃烧火焰(可见光、红外、紫外) 等的辐射特征信号较低，使导弹不易被敌方探测、识别和拦截，并对制导电磁波衰减较小。它是实现战术导弹武器系统可靠制导、精确打击的关键技术，是“海、陆、空”三军发射平台和武器系统“有效隐身、确保生存”必不可少的核心技术。固体火箭发动机欲达到低特征信号，技术关键是采用“低特征信号推进剂”，达到“既无烟，又无焰”的新型推进剂品种水平，它代表着当今国际上固体推进剂研究和发展的方向之一。10101 在低特征信号推进剂当中，NEPE和GAP类推进剂是目前高能低特征信号推进剂的研制和使用较广泛的推进剂，尤其是GAP 推进剂。GAP推进剂是一种以缩水甘油叠氮聚醚(GAP)为黏合剂的固体推进剂，具有高能量、燃烧快、燃气污染小、成气量大的特点，是低特征信号推进剂、“洁净”推进剂和燃气发生剂中黏合剂的理想对象[6]。含叠氮基的GAP 黏合剂具有正生成热，密度比丁羟高40%，它与硝酸酯(或硝基)含能增塑剂及硝胺组成的复合固体推进剂具有能量高、燃温低，其燃气中的N 2 含量高等特点，因此，烟与喷烟的电磁波辐射或对电磁波的衰减大大减少，使GAP 推进剂成为高能低特征信号首选的品种。 20 世纪80 年代以来,美国强调武器应具备隐身性能，要求推进剂无烟、无焰，于是把低特征信号作为21 世纪战术发动机的主要方向。在美国近、中、远期发展规划中，比冲为2255～2451N.s/kg 的低特征信号(及钝感)推进剂被列为主要目标。英国利用二次燃烧抑制技术，可使推力为(2～12)kN的固体发动机的红外、紫外或可见光辐射减少9 0 % 以上，激光透过率提高27%，微波衰减从10dB 减低到零。法国提出的计划是1998 年实现GAP-CL-20推进剂，2001 年实现GAP+ADN 推进剂，含能黏合剂+ 硝基立方烷类推进剂则在2010 年后实现。 通常的高氯酸铵（AP）/端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂燃气中含有21%左右的HCl气体，在空气中与水形成酸雾，污染环境，暴露目标；若配方中含有金属燃料，燃烧产生的初始烟雾使得电磁波严重衰减，影响制导系统的精度，降低命中率。因此自60年代起国外就积极研制无烟、少烟固体推进剂，目前无烟推进剂已经作为一个重要的领域和方向受到关注。 （2）高能推进剂 提高能量始终是固体推进剂研制发展的主要目标。因此，不断提出新概念、新技术，合成新高能材料成为推进剂的主要研究课题。在高能化的进程中，从只考虑能量到注重以能量为主的综合性能指标，从只考虑比冲(Is)到注重密度比冲(Isp)，都标志着高能化技术的日趋成熟与提高[7]。 高能推进剂主要指第四代聚氨酯推进剂。已经开发并且广泛使用的有硝酸酯增塑聚醚（NEPE）推进剂和交联改性复合双基推进剂。更新的发展是含能聚醚粘合剂、高能高密度氧化剂以及含能添加剂的研制。其中最引人注目的是含能聚醚预聚物的研究，含三硝基氮杂环丁烷的配方正在研制中。 （3）固液混合推进剂 固液混合火箭和固体火箭相比，具有安全可靠、可多次点火、终止、再启动以及研制成本低、性能可调整等优点，满足目前和未来运载火箭的需要。1986年以来，美国火箭公司已经制造出94台固液混合发动机，大部分是液氧/HTPB发动机，也有一些用四氧化二氮和一氧化二氮作为氧化剂。据美国国家航空航天局对混合推进剂安全性、可靠性、经济性等潜在优势的评估，固液混合推进剂值得进一步研究。 (责任编辑：qin) |