在以上研究的基础上，对于多孔性结构含能材料的改进不断进行。传统工艺与化学发泡的融合制得的微气孔材料的气孔内径更小、分布更均匀，药粒间的堆积和燃速的可调节性都明显增强。本文研究即在基于上述改进后的微气孔含能材料，将其添加到固体推进剂中，探究其对于推进剂燃烧效率的影响。另外，通过调整含有微气孔含能能材料的固体推进剂配方组分，寻找最有利于提高高能固体推进剂燃速的方案。

2 实验

2。1 实验原理

2。1。1 燃烧模型

典型均质火药（如单基药、双基药、多基药、改性双基药）在稳态燃烧的条件下，其燃烧反应区可分为固相加热区、凝聚相反应区、嘶嘶区、暗区和火焰区[4]。其中，凝聚相和嘶嘶区发生的化学反应以及传火速率直接影响着火药的燃烧速率。稳态燃烧是指燃烧时外界环境的压力最小值要大于使得火药完全燃烧的临界压力，然而一般情况下实验测量都是在常压下进行，均质火药的并不能达到稳定燃烧，而是存在很大波动的非稳定燃烧[5]。在这种情况下，适用于稳定燃烧的燃速模型和公式不适用。文献综述

另外，本实验所用原料为微孔双基球形药、改性微孔单基球形药、改性微孔双基球形药等，与一般均值火药的燃烧过程与机理存在很大差别。对于一般均质火药而言，假设单一装药的每一颗药粒度都有相同的尺寸与理化性能、所有的药粒表面同时着火、在燃烧中的同一瞬时时刻各燃烧表面的线速度都相同，所有的药粒都会按照平行层或者圆心层的定律逐层燃烧。在以上的假设条件下，燃烧将完全由几何形状和尺寸决定，称之为几何燃烧定律。大量研究实验也证明了均质火药的燃烧过程是按照药粒表面平行层逐层燃烧的。对于微孔型火药，由于内部大量孔隙的存在，燃烧同时发生在药粒表面与孔隙内部，其燃烧的速率受孔隙率和孔形状影响很大[6]。综上所述，多孔型火药与一般均质火药在传热方式和传热强度上存在较大差别。

2。1。2 燃速表征

实际情况中，微孔推进剂药柱的燃烧过程并不是简单的平行层燃烧。由于颗粒间间隙的存在和颗粒内部大量微孔的存在，使得颗粒之间相互点燃的速度极快，就会出现药粒在从外表面和内孔壁面不断被点燃，而点燃药粒的速率远远大于药粒完全燃烧的速率。另外，由于燃烧时瞬间会产生高温高压的燃气，燃烧火焰剧烈地喷出并会带出部分未燃烧完的药粒，故很多药粒是随着喷出的火焰而完成燃烧过程的，以上两个因素会导致药剂的不完全燃烧而剩余大量的碳黑残留物。图1所示为微孔含能推进剂燃烧后的残留物，可以看出碳黑残留物几乎保持原有药柱形状，说明整个药剂的燃烧不完全现象非常明显。由此可以得知实验过程中测得的表观燃速不是药品的实际燃烧速率，而是药粒之间相互点燃和传火的速率，并且测得的燃烧速率不仅受药剂颗粒本身的影响，还跟药剂被装填成药柱的条件有关。于是，学者们进行了微孔推进剂燃速的表征方法的研究。

图1 微孔推进剂不完全燃烧后残留物图

北京理工大学王伯羲研究了适用于微孔含能推进剂的稳态对流燃烧，将微孔推进剂药粒堆积成药柱后建立的燃速模型见公式(1)：

u=um(L1/ρ)(K1Sh+Sp)                    (1)

式中，u ― 推进剂药柱线性燃速，mm/s；

um ― 高密度、同压力下质量燃速，g·s-1·mm-2；

L1 ― 对流层厚度，mm；

ρ ― 药粒密度，g/mm3；

K1 ― 对流燃烧破碎系数；