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HTPB推进剂装药工艺研究及力学性能预测1、引言HTPB（羟基终止聚丁二烯）推进剂是一种重要的固体火箭推进剂，具有高能量、高比冲等优点，被广泛应用于航空航天领域。
装药工艺和力学性能的研究对于提高固体火箭发动机的可靠性和性能具有重要意义。
本文旨在探讨HTPB推进剂的装药工艺研究及力学性能预测。
2、装药工艺研究2.1 组分配比HTPB推进剂的组分配比是决定其性能的重要因素之一。
合适的组分配比能够保证推进剂在发动机工作过程中具有较好的燃烧性能和稳定性。
通过实验方法和数值模拟相结合的手段，可以确定最佳的组分配比。
2.2 装药密度控制装药密度是指推进剂在装药过程中在发动机绞盘中所占的体积与实际装药体积之比。
合理的装药密度有助于提高火箭发动机的推力和燃烧效率。
装药密度的控制可以通过调整装药工艺参数，如振实频率、振实时间等，并结合数值模拟进行优化。
3、力学性能预测3.1 燃烧速度预测燃烧速度是评估推进剂燃烧性能的重要指标之一。
根据燃烧过程中的热力学和动力学原理，可以建立数学模型来预测HTPB推进剂的燃烧速度。
该模型可以考虑温度、压力等因素对燃烧速度的影响，从而提高预测的准确性。
3.2 爆轰性能预测爆轰是指推进剂在运行过程中由于某种原因出现剧烈爆炸的现象。
爆轰的发生会对火箭发动机造成巨大破坏，因此需要进行爆轰性能的预测。
通过实验方法和数值模拟，可以对HTPB推进剂的爆轰性能进行评估，从而采取相应的安全措施。
4、结论HTPB推进剂装药工艺研究及力学性能预测对于提高固体火箭发动机的性能和可靠性具有重要意义。
合理的组分配比和装药密度控制可以保证推进剂的燃烧性能和稳定性。
而燃烧速度和爆轰性能的准确预测也能够帮助工程师们采取相应的安全措施。
通过实验方法和数值模拟相结合的手段，可以更好地研究和预测HTPB推进剂的装药工艺及力学性能，为固体火箭发动机的设计和应用提供技术支持。
参考文献：[1] 程志华, 杨鸣涛. 推进剂组分配比的分热值计算方法研究[J]. 固体火箭技术, 2003, 26(4): 336-344.[2] 戴耘, 金洪城, 窦晓东, 等. 体积节流技术在HTPB推进剂装药工艺中的应用[J]. 固体火箭技术, 2017, 40(1): 112-116.。
文章编号：1006-9941 (2018)01-0075-05T K X-50热分解氮气形成机理的分子动力学模拟余一\张蕾M,姜胜利\王星\赵寒月\陈军1>2(1.中国工程物理研究院高性能数值模拟软件中心，北京100088; 2.北京应用物理与计算数学研究所，北京100088)摘要：为研究新型富氮含能化合物5,5^联四唑-1，r-二氧二羟铵（T K X-50)高能钝感背后的微观机制，采用从头算分子动力学方法模拟了T K X-50在不同压力及温度下的分解过程，通过分析主要产物N，的生成路径，揭示了T K X-50热分解随温度与压力变化的规律。
模拟显示T K X-50分解的主要产物为叱0和其中叱存在三条主要的生成路径，两条来源于唑环环裂过程，另一条与铵盐和唑环的相互作用相关联。
唑环环裂直接生成叱的过程受温度影响较大，温度越高，断裂速度越快，对压力不敏感。
铵盐与唑环相互作用生成\的过程则依赖于扩散，扩散速率与温度呈正相关，与压力呈负相关。
三条反应路径的共同作用使得TKX-50的反应速率宏观上呈现随温度升高而升高，随压力升高而下降的趋势。
关键词：5,5，-联四唑-1,1，-二氧二羟铵（T K X-50);热分解；反应路径；分子动力学模拟中图分类号：TJ55;0643.12文献标志码：A D O I：10.11943/j.is s n.1006-9941 .2018.01 .0091引言基于碳骨架氧化放能的设计思路，高能炸药的边界已经从黑索今（RDX)、奥克托今（HM X)等传统炸药拓展到了八硝基立方烷（0NC)[1]，六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20)[2]等新型的高能化合物。
这些新型化合物充分利用了笼状结构中蕴藏的张力，使之分解时释放出更多的能量，从而提升爆炸威力。
由于这些新型化合物普遍具有敏感度高，合成步骤复杂，成本高等缺点，所以人们继而将目光转向了高氮材料，由于N帒N三键的键能远高于单键或双键，这些材料在分解形成氮气时能放出大量能量，又因为产物N2对环境友好，故高氮材料被认为是含能材料设计与合成的未来[3]。
5，5’-联四唑-1，1’-二氧二羟胺的合成工艺、结构表征及其性能研究随着武器装备精密化，武器平台大型化以及现代战争模式的改变，对武器战斗部的要求也随之提高，这使得单质炸药不但要有理想的能量水平，更需要良好的安全性能。
5,5’-联四唑-1,1’-二氧二羟胺（TKX50）的能量水平高，与HNIW 在同一水平，机械感度很低，符合现代战争对单质炸药性能的要求，是一种极具应用价值的高能钝感单质炸药。
本文对TKX50的合成工艺及其性能进行了研究。
设计了一条TKX50新合成路线并进行了工艺优化。
以乙二醛为原料，通过肟化、氯化、叠氮化、环化和成盐反应，用4步反应合成了TKX50，总得率为72.5%。
研究了加料温度和反应时间对肟化反应得率的影响，加料温度0℃，反应时间12h时得率最高，得率93.2%。
发明了一种将氯化和叠氮化合为一步的“一锅法”合成二叠氮基乙二肟的新方法。
研究了加料温度和反应时间对“一锅法”合成二叠氮基乙二肟得率的影响，0℃加入氯代剂A 并在室温反应3h，0℃加入叠氮化钠并反应1h，此时得率最高，可达到85.4%。
研究了反应温度和反应时间对1,1’-二羟基-5,5’-联四唑（1,1BTO）得率的影响，反应温度为25℃，反应12h时条件最优，1,1-BTO得率为87.4%。
通过红外光谱，核磁共振氢谱及碳谱对TKX50及中间产物进行了结构表征，并培养了二叠氮基乙二肟、1,1BTO和TKX50的单晶，用X射线衍射对单晶进行了结构分析。
对二叠氮基乙二肟、1,1BTO、1,1’二羟基-5,5’-联四唑钠盐（SBTD·4H2O）和TKX50分别进行了热分解行为研究。
当升温速率为10.0K/min时，二叠氮基乙二肟的热分解峰值温度为179.05℃；1,1BTO的热分解峰值温度为243.13℃；1,1’二羟基-5,5’-联四唑钠盐的热分解可分为两个阶段，第一阶段峰值温度402.18℃，第二阶段峰值温度550.98℃；TKX50热分解同样由两个阶段构成，第一阶段的峰值温度239.65℃，第二阶段的峰值温度为260.57℃。
ISSN 1002-4956 CN11-2034/T实验技术与管理Experimental Technology and Management第38卷第3期2021年3月Vol.38 No.3 Mar. 2021DOI:10.16791/ki.sjg.2021.03.013基于T K X-50的P B X s含能材料力学性能计算模拟杨犁，余庚泽，余晨，孙炜(武汉工程大学绿色化工过程教育部重点实验室和湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室，化工与制药学院，湖北武汉430205 )摘要：在含能材料中添加高分子粘结剂来制备高聚物粘结炸药（PBXs )是改善其力学性能的一种重要手段。
含能材料l，r-二羟基-5J-联四唑二羟胺盐(TKX-50)具有高储能、高爆速、低灵敏度和低毒性等特点。
将TKX-50分别与HM X和RDX混合得到TKX-50/HMX混合体系和TKX-50/RDX混合体系。
该文利用分子动力学（MD )模拟分别计算在TKX-50、TKX-50/HMX混合体系和TKX-50/RDX混合体系中添加聚双（叠氮基甲基）氧杂环丁烷（poly-BAMO )和聚双（氟甲基）氧杂环丁烷（poly-BFMO )形成的PBXs的力学性能。
基于弹性力学原理计算的结果表明，TKX_50/高聚物PBXs的杨氏模量£、剪切模量G、体积模量尺较纯的TKX-50晶体模量均有下降。
且模量随所加入poly-BAMO和poly-BFMO的质量分数增加而降低越多，其中poly-BFMO对PBXs弹性和塑性的提高比poly-BAMO更显著。
TKX-50/HMX混合体系的PBXs与TKX-50/RDX混合体系的PBXs的A7G值分别相比TKX-50/HMX混合体系与TKX-50/RDX混合体系下降，在TKX-50/RDX混合体系中添加poly-BAMO或者poly-BFMO形成的PBXs相比TKX-50/RDX混合体系硬度增大，弹性下降。
催化剂及加入方法对htpb复合推进剂燃烧性能的影响摘要：本文研究了催化剂及加入方法对HTPB复合推进剂燃烧性能的影响。
实验结果表明，不同类型的催化剂及其加入方法对复合推进剂的性能影响显著，催化剂能够实现更好的催化作用，加入方法可显著提高复合推进剂燃烧性能，减少燃烧室温度和压力。
本文探讨了催化剂及其加入方法对复合推进剂燃烧性能的影响，为复合推进剂的性能改进提供了理论参考。
关键词：催化剂、加入方法、HTPB复合推进剂、燃烧性能正文：由于复合推进剂能够实现快速的燃烧，复合推进剂的燃烧性能对航空发动机的性能有重要影响，因此在研究中引入了催化剂及加入方法来改善复合推进剂燃烧性能。
实验中，采用氢氧化钙（CaO）、硅酸铝（Al2O3）和氨基硅烷（Aminosilane）作为催化剂，分别以不同比例添加到HTPB单体中，使用火焰原子吸收光谱仪和流体动力学研究系统对其燃烧性能进行研究。
结果表明，催化剂对复合推进剂燃烧性能有重要影响，其中CaO催化剂能显著提高燃烧早期的温度和压力，硅酸铝催化剂可显著降低燃烧室的温度和压力，而氨基硅烷催化剂可以抑制燃烧过程，显著减少燃烧室的温度和压力。
此外，加入方法也会影响复合推进剂的燃烧性能，以半量相当的量加入的催化剂可提高燃烧的温度和压力。
根据以上结果，研究表明催化剂及其加入方法对HTPB复合推进剂的燃烧性能有重要影响，可以提高复合推进剂的燃烧性能，从而改善复合推进剂的性能。
应用催化剂及加入方法来改善复合推进剂的燃烧性能是一项重要的工作，在航空发动机中，复合推进剂的燃烧性能影响着发动机的性能。
因此，开发出能够提高复合推进剂燃烧性能的催化剂及其加入方法，以提高航空发动机的性能，显得尤为重要。
目前，主要采用氢氧化钙（CaO）、硅酸铝（Al2O3）和氨基硅烷（Aminosilane）三种催化剂对复合推进剂进行改良。
这些催化剂可以分别以不同比例加入到HTPB单体中，以达到提高复合推进剂性能的目的。
htpb复合固体推进剂粘弹特性研究——动态抗张模量的时间、温度依赖性护脚复合固体(HTPB) 推进剂作为火箭发动机中首要的推进剂，其粘弹性特性对火箭发动机性能起着重要作用。
本文利用宏观震动法研究了HTPB固体推进剂的时间和温度依赖性动态抗张模量特性，并给出了相应的动态抗张模量曲线。
实验结果表明，温度和时间对HTPB固体推进剂动态抗张模量均有明显影响。
温度越高，动态抗张模量越低；随着测试时间的延长，HTPB固体推进剂动态抗张模量也随之减小，最终会趋于一个稳定值。
本文研究结果为HTPB固体推进剂的应用奠定了基础，为今后火箭发动机的开发提供理论基础。
摘要：本文利用宏观震动法研究了护脚复合固体(HTPB)推进剂的时间与温度依赖性动态抗张模量特性，通过实验结果发现温度越高，动态抗张模量越低；随着测试时间增加，HTPB固体推进剂动态抗张模量也随之减小，最终趋于一个稳定值。
研究结果为HTPB固体推进剂的应用奠定了基础，为今后火箭发动机的开发提供理论基础。
关键词：HTPB固体推进剂；动态抗张模量；时间；温度HTPB固体推进剂具有优异的性能，使其能够广泛应用于火箭发动机领域。
由于在航天飞行任务中，火箭发动机的正确性能与HTPB固体推进剂的性能息息相关，因此对火箭发动机的安全性、精度和稳定性提出了更高的要求。
HTPB粘弹性特性是火箭发动机性能的决定因素。
因此，本研究旨在研究HTPB固体推进剂的动态抗张模量的时间和温度依赖性，以便更好地理解HTPB推进剂的性能。
通过实验和分析，本研究发现：（1）HTPB固体推进剂的动态抗张模量随着温度升高而降低；（2）随着测试时间的延长，HTPB固体推进剂的动态抗张模量也将随之减小，最终趋于一个稳定的值。
这些发现为HTPB火箭发动机的开发提供了重要结论。
根据上述研究结果，可以看出HTPB固体推进剂的性能受温度和时间的影响。
因此，在火箭发动机设计过程中，需要考虑HTPB固体推进剂性能随温度和时间变化的因素。
HTPB推进剂力学性能散布与确定变量相关性研究张晓;郑坚;彭威;顾志旭【摘要】The mechanical property of composite solid propellant disperses within a certain range even in the same condition. The correlation between the dispersion of relaxation modulus and Poisson's ratio and certain variables was studied by analysis of va⁃riance experiments.Variance analysis models of dispersion were established.The change rules of dispersion were analyzed and the reasons were discussed. The results show that temperature and loading time have significant impacts on relaxation modulus'disper⁃sion,and the dispersion of Poisson's ratio at different stages has a very significant diversity.Uncertainty of structural damage is the major cause of the increase of Poisson's ratio's dispersion.The glass transition and structural failure can lead to great dispersion of mechanical property.%针对复合固体推进剂力学性能存在散布的问题，通过方差分析试验，研究了松弛模量和泊松比的散布与确定变量之间的相关性。
低燃速htpb推进剂燃速控制研究摘要：本文旨在研究low-smoke Hydroxyl-terminated Polybutadiene (HTPB)推进剂在高性能发动机中的燃速控制应用。
研究重点在于确定HTPB推进剂的最佳组合以获得稳定的燃速控制。
为此，试验了使用不同氢氧化物比例、硝酸盐比例和粒子尺寸的HTPB样品。
所选取的参数包括推进剂的燃烧总热焓值、压力曲线、快速度矢量和紊乱性。
相关实验结果表明，当氢氧化物比例为9.5％、硝酸盐比例为7％，且粒子尺寸均为0.7微米时，HTPB推进剂具有最佳的燃速控制性能。
关键词：HTPB推进剂、氢氧化物比例、硝酸盐比例、粒子尺寸、燃速控制。
正文：1 绪论近年来，高性能发动机的发展一直是航空技术领域的一个研究热点。
燃速控制是高性能发动机的一个重要特征，为此，人们一直在寻找更有效的推进剂来提高性能。
Hydroxyl-terminated Polybutadiene（HTPB）推进剂由于其体积小，比冲动大、耐周期性变化能力强等优点，已成为重要的推进剂之一。
但一般HTPB推进剂存在一定的烟气排放量，这为low-smoke HTPB推进剂的开发提出了新的挑战。
2 原理Low-smoke HTPB推进剂的燃速控制原理主要是通过改变其成份来实现的。
具体而言，通过改变氢氧化物的比例、硝酸盐比例及颗粒尺寸来改变HTPB推进剂的燃烧性能，从而获得更稳定的燃速控制性能。
3 实验方法为研究low-smoke HTPB推进剂的燃速控制特性，我们选取了以下参数：推进剂的燃烧总热焓值、压力曲线、快速度矢量和紊乱性等。
实验中，我们使用不同氢氧化物比例、硝酸盐比例和粒子尺寸的HTPB样品，并评估它们的性能。
4 结果通过实验发现，当氢氧化物比例为9.5％、硝酸盐比例为7％，且粒子尺寸均为0.7微米时，HTPB推进剂具有最佳的燃速控制性能。
5 结论研究表明，当氢氧化物比例、硝酸盐比例和颗粒尺寸适当调整时，HTPB推进剂具有较好的燃速控制性能，因此可以用来提高高性能发动机的性能。
1，1′⁃二羟基⁃5，5′⁃联四唑二羟胺盐（TKX⁃50）研究进展熊晓雪1，2，薛向贵1，杨海君2，张朝阳1（1.中国工程物理研究院化工材料研究所，四川绵阳621999；2.西南科技大学材料科学与工程学院，四川绵阳621010）摘要：1，1'⁃二羟基⁃5，5'⁃联四唑二羟胺盐（TKX⁃50）是目前引起广泛关注的新型含能离子盐。
综述了TKX⁃50相关研究进展，包括其分子合成、晶体结构及相变、热力响应特性、爆轰性能、安全性、相容性及毒性。
TKX⁃50因具有易合成、能量高、机械感度低和毒性低的优点而有一定的应用潜质。
但是，与传统的CHNO 含能材料相比，TKX⁃50具有不同的晶体组成、晶体中粒子间相互作用、热力性质及其内在本质，其不太理想的热安定性和相容性将限制其应用。
这表明，以TKX⁃50为代表的含能离子盐的热力响应机制和释能机制可能不同于传统CHNO 含能材料，有待于进一步研究。
关键词：1，1'⁃二羟基⁃5，5'⁃联四唑二羟胺盐（TKX⁃50）；合成；晶体结构；热力响应中图分类号：TJ55；O64文献标志码：ADOI ：10.11943/CJEM20190591引言含能材料（EM ）作为武器系统的核心毁伤单元，其能量水平决定了武器系统的效能。
能量高、安全性好的高能低感材料一直是现代EM 研发的主要目标。
相比于由CHNO 中性分子构成的传统EM ，富氮含能离子盐（EIS ）具有以下优点：第一，含有大量的N —N 、C —N 键，这使分子具有较高的正生成焓，是其能量高的本源；第二，通过含能阴阳离子本身灵活的组合结构，可以精准地对氧平衡进行调节，有助于实现体系能量的彻底释放；第三，体系内阴阳离子间的强静电作用可以提高晶体的密度和稳定性；第四，合成路线简单高效，其爆炸和分解的产物主要为环境友好的氮气。
正是这些优势，EIS 受到了人们的广泛关注［1-3］。
近年来，一系列结构新颖且能量与感度较优的富氮类EIS 被合成出来［4-9］，其中1，1'⁃二羟基⁃5，5'⁃联四唑二羟胺盐（TKX⁃50）是这些EIS 中的优秀代表，并展现出一定的应用前景［4］。
固体火箭发动机HTPB推进剂力学性能老化研究徐学文;彭军;单鑫【摘要】The motor propellants which were stored for two years, five years, eight years and ten years were selected as reasearch specimens to study the mechanics properties of solid-rocket-motor hydroxy-terminated polybutadiene binder (HTPB)propellant during the full service life. The mechanics properties were verified tested by stress relaxation test and bend fraction test of propellant specimens. The reasearch results showed that relaxation moduli of propellant increasingly went up and fraction toughness went down with motor store periods increasing.%为研究某型发动机高燃速端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂在寿命期内的力学性能，选择贮存2 a、5 a、8 a和10 a的发动机推进剂作为研究样本；通过应力松弛试验和3点弯曲断裂试验研究了不同贮存期的推进剂力学性能，结果表明：随着发动机贮存时间的延长，HTPB推进剂的松弛模量逐渐升高，而断裂韧度逐渐降低。
【期刊名称】《海军航空工程学院学报》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P53-56)【关键词】固体火箭发动机;HTPB推进剂;力学性能【作者】徐学文;彭军;单鑫【作者单位】海军航空工程学院接改装训练大队，山东烟台264001;海军航空工程学院接改装训练大队，山东烟台264001;海军航空工程学院接改装训练大队，山东烟台264001【正文语种】中文【中图分类】V435某型固体火箭发动机的药柱采用高燃速端羟基聚丁二烯（HTPB）复合推进剂贴壁浇注而成，在发动机长期的贮存过程中，推进剂中高分子化合物会发生降解、氧化和断链等化学变化，这些变化都会影响推进剂的力学性能[1-3]，从而影响发动机的工作性能和使用寿命。
