HTPE推进剂的能量性能研究
发布时间：2021-03-30 20:25
采用NASA-CEA（Chemical Equilibrium and Applications）软件,根据最小自由能法,分别研究了增塑剂、固体组分以及新型钝感含能材料对端羟基聚醚（hydroxy-terminatedpolyether,HTPE）推进剂能量特性的影响。结果表明:相比于N-丁基硝氧乙基硝胺（BuNENA）、双（2,2-二硝基丙基）缩乙醛/缩甲醛（BDNPA/BDNPF）和癸二酸二辛酯（DOS）,含硝化甘油/丁三醇三硝酸酯（NG/BTTN）的HTPE推进剂的燃温和比冲最高。当Al粉含量在3.0%～22.0%,高氯酸铵（AP）含量为30%～54%,奥克托金（HMX）含量为35%～66%时,HTPE推进剂能量性能最佳。新型钝感含能材料可有效提高HTPE推进剂的比冲,其中3,3’kg-二硝铵基-4,4’kg-偶氮呋咱二肼盐（Hy2DNAAF）、5,7-二氨基-4,6-二硝基苯并氧化呋咱（CL-14）与3-硝氨基-4-硝基呋咱羟胺盐（HANNF）可分别使HTPE推进剂比冲提高52.4N·s·kg-1、64.4 N·s·kg-1和124....
【文章来源】：兵器装备工程学报. 2020,41(11)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
增塑剂对HTPE推进剂燃温的影响曲线
图1 增塑剂对HTPE推进剂燃温的影响曲线从图1、图2可看出，不同含能增塑剂对推进剂有显著影响，其中NG/BTTN的能量最高，Bu NENA与BDNPA/BDNPF接近，而DOS最低。可知，尽管NG/BTTN单体的感度较高，对推进剂能量的贡献最大;而DOS为钝感增塑剂，其对能量的贡献最小。推进剂的能量和感度之间存在相互制约的矛盾。
Al粉是固体推进剂常用的还原剂，可有效增加推进剂的能量性能。研究了Al粉对HTPE推进剂燃温和比冲的影响，当Al粉含量由0增加至50%时，推进剂中HMX的含量相应由80%降低至30%。结果如图3和图4所示。由图3可知，Al粉对HTPE推进剂的燃温有明显的影响，在Al粉含量为0～25%时，随着Al粉含量的增加，推进剂燃温显著增大，达3 870 K。这可能是由于Al粉的燃烧热较高，在燃烧时可产生大量的热量，并可增加推进剂表面的热反馈，从而提高了推进剂的燃温。但当Al粉含量为25%～48%时，推进剂燃温显著下降，这可能是由于Al粉含量过多时，推进剂的氧含量明显不足，无法进行充分燃烧，从而大幅降低了推进剂的燃温。
【参考文献】：
期刊论文
[1]球形化NTO晶体的制备及机械感度研究[J]. 周群,王伯周,周诚,李祥志,毕福强. 化学推进剂与高分子材料. 2019(02)
[2]分子动力学模拟在复合固体推进剂研究中的应用[J]. 苗瑞珍,高晓敏,乔小平,陈海洋,郗明颇,孟勇. 兵器装备工程学报. 2017(12)
[3]TKX-50对HTPE推进剂能量特性的影响及应用可行性[J]. 刘运飞,庞维强,谢五喜,张伟,赵昱,黄海涛,樊学忠,毕福强. 推进技术. 2017(12)
[4]固体推进剂铝粉燃烧特性及机理研究进展分析[J]. 唐泉,庞爱民,汪越. 固体火箭技术. 2015(02)
[5]硝基呋咱/CMDB推进剂能量特性[J]. 付小龙,樊学忠,毕福强,王晗,李宏岩,李吉祯,刘小刚. 含能材料. 2014(06)
[6]3,3’-二硝胺基-4,4’-偶氮呋咱二肼盐的合成、表征及性能研究[J]. 许诚,毕福强,张敏,葛忠学,刘庆. 固体火箭技术. 2015(01)
[7]降低超细高氯酸铵感度的方法研究[J]. 施金秋,邓国栋,朱陈森,李强. 爆破器材. 2014(03)
[8]多孔硅对RDX感度及性能的影响[J]. 胡菲,刘玉存,袁俊明. 爆破器材. 2014(02)
[9]固体火箭发动机HTPB推进剂力学性能老化研究[J]. 徐学文,彭军,单鑫. 海军航空工程学院学报. 2014(01)
[10]固液火箭发动机推进剂组合能量特性分析[J]. 吴俊峰,李新田,田辉,曾鹏,蔡国飙. 固体火箭技术. 2013(02)
硕士论文
[1]两种钝感复合含能材料的制备及性能研究[D]. 庞兆迎.中北大学 2018
[2]单质炸药CL-14的合成及其安全性能研究[D]. 袁成梁.南京理工大学 2010
本文编号：3110099
【文章来源】：兵器装备工程学报. 2020,41(11)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
增塑剂对HTPE推进剂燃温的影响曲线
图1 增塑剂对HTPE推进剂燃温的影响曲线从图1、图2可看出，不同含能增塑剂对推进剂有显著影响，其中NG/BTTN的能量最高，Bu NENA与BDNPA/BDNPF接近，而DOS最低。可知，尽管NG/BTTN单体的感度较高，对推进剂能量的贡献最大;而DOS为钝感增塑剂，其对能量的贡献最小。推进剂的能量和感度之间存在相互制约的矛盾。
Al粉是固体推进剂常用的还原剂，可有效增加推进剂的能量性能。研究了Al粉对HTPE推进剂燃温和比冲的影响，当Al粉含量由0增加至50%时，推进剂中HMX的含量相应由80%降低至30%。结果如图3和图4所示。由图3可知，Al粉对HTPE推进剂的燃温有明显的影响，在Al粉含量为0～25%时，随着Al粉含量的增加，推进剂燃温显著增大，达3 870 K。这可能是由于Al粉的燃烧热较高，在燃烧时可产生大量的热量，并可增加推进剂表面的热反馈，从而提高了推进剂的燃温。但当Al粉含量为25%～48%时，推进剂燃温显著下降，这可能是由于Al粉含量过多时，推进剂的氧含量明显不足，无法进行充分燃烧，从而大幅降低了推进剂的燃温。
【参考文献】：
期刊论文
[1]球形化NTO晶体的制备及机械感度研究[J]. 周群,王伯周,周诚,李祥志,毕福强. 化学推进剂与高分子材料. 2019(02)
[2]分子动力学模拟在复合固体推进剂研究中的应用[J]. 苗瑞珍,高晓敏,乔小平,陈海洋,郗明颇,孟勇. 兵器装备工程学报. 2017(12)
[3]TKX-50对HTPE推进剂能量特性的影响及应用可行性[J]. 刘运飞,庞维强,谢五喜,张伟,赵昱,黄海涛,樊学忠,毕福强. 推进技术. 2017(12)
[4]固体推进剂铝粉燃烧特性及机理研究进展分析[J]. 唐泉,庞爱民,汪越. 固体火箭技术. 2015(02)
[5]硝基呋咱/CMDB推进剂能量特性[J]. 付小龙,樊学忠,毕福强,王晗,李宏岩,李吉祯,刘小刚. 含能材料. 2014(06)
[6]3,3’-二硝胺基-4,4’-偶氮呋咱二肼盐的合成、表征及性能研究[J]. 许诚,毕福强,张敏,葛忠学,刘庆. 固体火箭技术. 2015(01)
[7]降低超细高氯酸铵感度的方法研究[J]. 施金秋,邓国栋,朱陈森,李强. 爆破器材. 2014(03)
[8]多孔硅对RDX感度及性能的影响[J]. 胡菲,刘玉存,袁俊明. 爆破器材. 2014(02)
[9]固体火箭发动机HTPB推进剂力学性能老化研究[J]. 徐学文,彭军,单鑫. 海军航空工程学院学报. 2014(01)
[10]固液火箭发动机推进剂组合能量特性分析[J]. 吴俊峰,李新田,田辉,曾鹏,蔡国飙. 固体火箭技术. 2013(02)
硕士论文
[1]两种钝感复合含能材料的制备及性能研究[D]. 庞兆迎.中北大学 2018
[2]单质炸药CL-14的合成及其安全性能研究[D]. 袁成梁.南京理工大学 2010
本文编号：3110099
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