4。2。1 点火延迟时间实验数据 19

4。2。2 实验结果及现象分析 20

4。3 不同热流密度下点火实验研究 24

4。3。1 点火延迟时间实验数据 24

4。3。2 点火延迟时间数据分析 24

4。3。3 结论 26

4。4 推进剂表面燃烧温度 26

5 结论与展望 28

5。1 结论 28

5。2 展望 29

致    谢 30

参 考 文 献 31

1 绪论

1。1 研究背景及意义

推进剂点火涉及到复杂的物理化学变化过程，其在真空下的点火燃烧特性是內弹道研究的主要内容之一，对于推进剂的应用以及揭示推进剂的燃烧机理有着重要的意义。自上世纪中期以来，在火箭技术相对成熟的背景下，国内外众多研究人员对推进剂的点火和燃烧特性进行了广泛而深入的研究。至今已建立气相点火理论，固相点火理论，和非均相点火理论等点火模型。

经过各国相关研究人员多年来的努力，推进剂燃烧特性在理论和实验上都取得了很大的进步。但是，由于固体推进剂的燃烧包括传热、流动、相变、气相沉积化学组分的质量和浓度扩散，以及炔类燃烧火焰的识别和化学动力学过程的复杂瞬态现象，而且这些过程又是相互渗透的[1]，再加上影响燃烧的因素众多，对于推进剂的点火以及燃烧特性的了解依然有不足之处，为了能更加清楚准确地描述固体推进剂的点火过程和燃烧特性，国内外研究者们仍需进行更加深入全面的研究。

至今为止，国内都很少由研究人员对PMMA推进剂的点火和燃烧特性进行研究。且PMMA燃烧机理比较独特，双基推进剂和复合推进剂的点火和燃烧机理并不适用于PMMA推进剂。因此为揭示PMMA推进剂的燃烧机理，并建立和验证其燃烧模型，有必要对PMMA的点火和燃烧特性进行研究。

1。2 PMMA推进剂概述

PMMA推进剂也叫亚克力，源自英文acrylic（丙烯酸塑料），是一种有机玻璃。化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯（Polymeric Methyl Methacrylate）。分子式为-[CH2C(CH3)(COOCH3)]n-，分子结构图如图1。1。PMMA有重量比玻璃轻，密度比玻璃低的特点，其密度大约为1150-1190 kg/m3，只有玻璃（2400-2800 kg/m3）的一半。同样尺寸的材料，其质量只有轻金属铝的43%，普通玻璃的50%。其吸湿度在0。5%以下，折射率为1。482～1。521，玻璃化温度是105℃。

PMMA具有较好的透明性、化学稳定性、易染色、易加工、外观优美，光学性能优异，易燃且不具备自熄性，是一种可塑性较高的重要树脂。由于其价格较低，燃烧燃气清洁且易于加工，因此作为推进剂被广泛应用于亚燃和超燃的固体冲压发动机。

图1。1 PMMA分子结构图

1。3 固体推进剂点火准则概述 

点火延迟时间是衡量推进剂点火质量好坏的一个重要参数，是指从外部施加激励能量开始到确认点火完成的时间间隔。点火延迟时间一般分为三个部分：点火系统延迟时间、能量释放系统延迟时间和主装药点火延迟时间，其中主装药点火延迟时间占最大比例，是最主要的部分，主装药点火延迟时间又主要包括两部分推进剂惰性加热时间和推进剂分解扩散时间[1]。为了测量点火延迟时间必须先选择合适的点火判别准则。选择合适的点火准则大概是固体推进剂点火燃烧特性研究中争论最多的论点。到现在为止还没有能被普遍接受的点火准则的定义。这大概是由于点火不仅取决于能力向推进剂传递的方式，而且还取决于环境条件和固体推进剂的特性。点火延迟时间的观测值和计算值一样取决于点火准则的选择。选择时只要稍微带一些任意性的影响因素都会影响相应的理论和实验的比较，以及点火延迟时间和其他各种参数和有关结论。在理论模型中通常使用的点火准则如下所列：