组分对硝酸酯增塑聚醚推进剂燃烧性能的影响
摘要：本文讨论了硝酸酯增塑聚醚推进剂燃烧性能的影响——首先，研究了硝酸酯增塑聚醚推进剂的组成成分；其次，对推进剂的燃速、压力升降等燃烧性能作出了详细的评估；最后，采用了X射线衍射分析材料的微观结构，并与燃烧性能
结果进行了相关性分析。
关键词：硝酸酯增塑聚醚推进剂；燃速；压力升降；X射线衍射；微观结构
正文：
1. 引言
硝酸酯增塑聚醚推进剂是火箭发动机中用于提供储存推力的常用催化材料，其燃烧性能对火箭发动机性能起着重要作用。因此，研究硝酸酯增塑聚醚推进剂燃烧性能的影响具有重要意义。
2. 组分分析
根据硝酸酯增塑聚醚推进剂的配方，分析了各种原料的成分组成，主要成分包括聚硝酸酯、混合增塑剂和稳定剂。
3. 火箭发动机测试
在国内一家专业的火箭发动机测试室，使用实验火箭发动机，测试了硝酸酯增塑聚醚推进剂的燃速、压力升降等燃烧性能参数。
4. X射线衍射结构分析
为了更好地解释火箭发动机测试结果，采用了X射线衍射分
析技术，对推进剂的微观结构进行了研究，并与火箭发动机测试结果进行了比较，找出硝酸酯增塑聚醚推进剂结构和燃烧性能之间的关系。
5. 结论
研究表明，硝酸酯增塑聚醚推进剂组成成分影响火箭发动机燃烧性能，而不同类型的硝酸酯增塑聚醚推进剂也会有不同的性能表现。X射线衍射分析技术可以帮助理解推进剂结构和燃烧性能之间的关系，为硝酸酯增塑聚醚推进剂的燃料配置提供了重要的参考依据。硝酸酯增塑聚醚推进剂的燃烧性能研究已取得了显著的成就，对航空航天、航空航天及其他应用有重要意义。首先，硝酸酯增塑聚醚推进剂可用于航空航天运动器火箭发动机，得益于其优越的燃烧特性，可以显著改善发动机的燃烧性能，从而抑制飞行高度下的发动机推力突变现象，有效提高飞行安全性。此外，硝酸酯增塑聚醚推进剂还可用于发动机中的推进剂泵、冷却剂和冷却器，可以在极低温下维持很高的推力和发动机性能。
同时，硝酸酯增塑聚醚推进剂也可以用于陆上发动机，如用于汽车发动机、柴油发动机和涡轮发动机等。由于其特殊的燃烧特性，这些发动机可以在较低温度和压力下获得更低的污染排放，更高的效率，从而帮助提高环保性能。
此外，硝酸酯增塑聚醚推进剂还可以用于扩散器、阀门和火焰抑制器等配件，可以起到防止爆炸等作用，从而更好地保护工作人员，降低安全风险。
总之，硝酸酯增塑聚醚推进剂因其优越的燃烧性能，在航空航天、航空航天、汽车发动机、涡轮发动机等领域都有广泛的应用，可以有效节省能源，提高发动机性能，提供安全和可靠的使用环境。在对硝酸酯增塑聚醚推进剂的应用中，X射线衍射分析技术可以帮助理解推进剂结构和燃烧性能之间的关系。X 射线衍射分析技术可以帮助测量物质结构参数，如粒径、微观结构和化学组成等，它可以让科学家们直观地观察和比较不同样品的微观结构，从而更好地理解燃料的燃烧行为。
为了更好地了解硝酸酯增塑聚醚推进剂的燃烧性能，研究者还可以使用运动可视显微镜、热输运测量技术等技术来研究火焰形态及燃烧区内物质特性及其变化。此外，还可以采用电化学分析技术研究推进剂燃烧条件下产生的有机物质特性，为推进剂性能设计提供科学依据。
因此，通过运用X射线衍射分析技术、运动可视显微镜、热输运测量技术和电化学分析技术等多学科手段，科学家们可以更深入地探究硝酸酯增塑聚醚推进剂的特征行为，从而更好地为火箭燃料的燃烧性能和安全性提供参考。另一方面，硝酸酯增塑聚醚推进剂可以根据特定的应用要求而进行专门的设计。例如，可以在基础推进剂中加入抗臭氧剂，以保护推进剂免受臭氧损伤；或者将空间推进剂的组分进行专门的混合和选择，以满足必要的热机构要求。此外，还可以通过增加添加剂的方式来改变推进剂的燃烧性能，从而调节推进剂的压力发动机效率或安全性等参数。
在特定的应用环境中，硝酸酯增塑聚醚推进剂的性能也受到其
他参数的影响，例如温度、压力和火焰温度等。因此，为了确保推进剂的正常使用，应该对用于测量推进剂性能参数的设备和方法进行大量测试，以确保其准确性和可靠性。
总之，硝酸酯增塑聚醚推进剂在航空航天、航空航天、汽车发动机、涡轮发动机等领域有广泛的应用，但燃烧行为的研究却是一项极具挑战的科学任务，需要综合运用X射线衍射分析
技术、运动可视显微镜、热输运测量技术和电化学分析技术等多学科手段，为推进剂的性能提供科学的保障。另外，在硝酸酯增塑聚醚推进剂的应用中，还可根据不同的任务要求采用不同的量化方法来估计和比较推进剂的燃烧性能。例如，可以通过计算机模拟、实验或受测分析技术等方法来研究推进剂燃烧特征和火焰形状。在此基础上，可以利用物理模型或热力学模型来量化硝酸酯增塑聚醚推进剂的燃烧参数，从而定量地评估推进剂的性能。
此外，硝酸酯增塑聚醚推进剂也可以采用灵活的生产工艺，使其具有更大的应用空间。例如，在液体推进设计中，可以将金属氧化物、燃料和溶剂混合，以形成特定的液体推进剂；另外在固体推进剂设计中，可以将氧化物、金属热稳定剂、金属衬垫剂或维索固体混合剂混合，以形成特定的固体推进剂。此外，还可以配制两种不同的快速发动机推进剂，如早期燃烧和持续燃烧推进剂，以提高推进剂的火焰传输效率和燃烧性能。
最后，硝酸酯增塑聚醚推进剂的发动机设计与创新也是极具挑战的任务，需要设计师充分考虑发动机应用程度、发动机尺寸和发动机燃料供给系统等因素。为此，硝酸酯增塑聚醚推进剂
的发动机燃烧室设计也应对不同发动机应用环境和发动机类型采取灵活的调整，为全新一代可靠和绿色的发动机配备更加可靠和经济的发动机推进剂。此外，在发动机的设计中也应考虑推进剂的结构参数。例如，可以评估单个颗粒的大小、形状和颗粒内部结构对燃烧行为的影响，以及不同粒径颗粒和颗粒组合结构的混合比等，以确定硝酸酯增塑聚醚推进剂的最佳组合比和推进剂的最佳表现性能。
在此基础上，可以根据硝酸酯增塑聚醚推进剂的特性，采用合理的结构设计来改善其气动、燃烧性能和使用寿命，使之符合不同应用要求的发动机设计要求。因此，在发动机设计中，流体力学、工程计算机程序和计算机模拟设计等科学技术可以有效地帮助开发者改善硝酸酯增塑聚醚推进剂的结构设计，从而充分利用推进剂的性能优势来提高发动机的性能和使用寿命。
化学推进剂与高分子材料-2012 年 目录· 2012 年 1 期
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中国聚氨酯工业现状和“十二五”发展规划建议 翁汉元，朱长春，吕国会， 植物油多元醇的制备及其在聚氨酯硬泡中的应用进展 张俊良，赵巍，于剑昆， 中国汽车用聚氨酯材料发展方向 贾润萍，黄茂松， 聚氨酯反应注射成型在汽车玻璃包边中的应用 董火成，孙嘉鹏，朱小树，于文杰， HER 扩链剂的合成及其在聚氨酯弹性体中的应用 于剑昆，庄远，杨炜，梁敏， 缩短叠氮胺燃料作为双组元推进剂点火延迟的研究进展 池俊杰， 常伟林， 夏宇， 张晓勤， 线性二硝胺含能增塑剂的合成、性能及应用研究进展 王连心，刘飞，尚丙坤，薛金强， 纳米金属及其复合物在固体推进剂中的应用研究进展 齐晓飞， 张晓宏， 严启龙， 宋振伟， RDX 降感技术研究进展 刘波，刘少武，张远波，王琼林，王锋，李达，刘国涛， 卫星推进剂技术发展趋势概述 张广科，山世华，樊超， 采用叠氮基炔基点击化学方法提高 GAP 推进剂力学性能研究 关鑫，李建民， 复合改性双基推进剂燃烧性能研究 宋桂贤，吴雄岗， 降解偏二甲肼污水高效菌群的构建 范春华，夏本立，王煊军，王力， 蒽醌法生产过氧化氢工作液溶剂中重芳烃含量的分析方法研究 朱爱萍，申丽红， 火焰原子吸收分光光度法测定癸二酸二丁酯中钠含量的不确定度分析 王洋， 肖恒， 翁薇， 聚氨酯绝缘材料体积电阻率测量的不确定度评定 李杰妹，LI Jiemei 信息动态 Antaris 傅里叶近红外分析仪在高分子(多聚物)行业中的应用 赛默飞世尔科技 目录· 2012 年 2 期
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用磷腈类催化剂合成的新型聚醚多元醇及其在聚氨酯泡沫制备中的应用新进展 于剑昆， 制备低不饱和度聚醚多元醇用 DMC 催化剂的研究进展 赵巍，ZHAO Wei 信息动态 端羟基聚丁二烯中羟基类型的 NMR 研究进展 郝利峰，孙庆锋，盛红亮， 低温固体推进剂的研究进展 赵庆华，李祎，王莉莉，崔玉春，常亮亮，Z 1,1-二氨基-2,2-二硝基乙烯的合成研究进展 冯晓晶，马会强，张寿忠，苗成才，马英华，
航空燃气涡轮发动机------------------------------------------------------------- 原理： 航空燃气涡轮喷气发动机主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、喷管等部分构成。新鲜空气由进气道进入燃气轮机后，首先由压气机加压成高压气体，接着由喷油嘴喷出燃油与空气混合后在燃烧室进行燃烧成为高温高压燃气，然后进入涡轮段推动涡轮，将燃气的焓和动能转换成机械能输出，最后的废气由尾喷管排出。而由涡轮输出的机械能中，一部分会用来驱动压气机，另一部分则经由传动轴输出（涡轮轴发动机），用以驱动我们希望驱动的机构如发电机、传动系统或飞行器螺旋桨等。 涡轮结构： 喷气速度越快，尾部燃气温度越低。 压气机的功用： 压气机的功用是对气流做功，以提高气流的压力。一般燃气轮机的压气机通常有轴流式和离心式两种。 轴流式压缩机会有许多的叶片，形状类似螺旋桨叶片，但是分为“静子”与“转子”两种。转子就像螺旋桨一般地旋转，在旋转的过程中将对气流加功，增大气流总压P*和总温T*，这时气流的压力和温度就会提高。静子的功用是将因为转子的作用而产生旋转的气流导引回轴向，以正确的角度进入下一组转子，减小气流绝对速度C1。通常是一组转子和一组静子交互配置，而一组转子和静子就称为一级。 离心式压缩机则是利用离心叶轮旋转时产生的离心力将气流向外推向机匣，而产生加压的效果。一级的离心式压缩机就能有数级轴流式压缩机的压缩比，对于较小型的燃气轮机来就是不错的选择，但是由于气流是向外辐射，必须以大幅弯曲的通道折回内部，故能量的耗损也较大，效率低。离心式压缩机包括：离心叶轮、扩压器、导流器、回流器。 增压比是压气机的主要性能指标，指的是气流总压在加压后与加压前的比，通常增压比较高的燃气轮机，效率也较高，但是气流在压缩过程中温度会上升，考虑到涡轮所能承受的温度有一定的限度，压缩比太高反而不好。理想的压缩过程应该是等熵绝能过程，但是实际上压缩后的气流的温度和熵都会大于理想值，压力则低于理想值，而压缩机的效率则定义为。
化学在航空航天中的应用 作者： 北京航空航天大学152721应用化学班 摘要：灌注氢气的飞艇正是第一种能够真正由人进行操作的飞行器；在航空制造发展的过 程中，材料的更新换代呈现出高速的更迭变换，材料和飞机一直在相互推动下不断发展。“一代材料，一代飞机”正是世界航空发展史的一个真实写照；航空器、航天器往往要承受剧烈的温度变化，并被要求适应一个很宽的温度区间，这便严格要求了材料的使用。航天工程要求我们对航天器内的能量进行精密的调配，并构建物质循环系统。 关键词：气球飞艇、填充气体、航空航天材料、航空燃料、火箭燃料、电池、隔热、循环系统 1. 气球飞艇：氢气到氦气的历程。 不论在哪个时代，在哪个文明中，人类对天空的向往从未停止过。在1783年，人类制造出了在确切可考的历史中出现的第一个真正意义上的飞行器——热气球之后，紧接着在1784年，罗伯特兄弟便制造并试飞了人类历史上的第二种飞行器——飞艇。而飞艇正是第一种能够真正由人进行操作的飞行器。 而飞艇的出现，则与世界上最轻的气体——氢气的发现与制造收集密不可分。氢气于1766年被卡文迪许（H.Cavendish）在英国发现。而在1780年，法国化学家布莱克(J.Black)把氢气灌入猪膀胱中，制得世界上第一个氢气球。由于氢气球无需外界提供能量，能够近乎无限的进行漂浮，布莱克的氢气球为人所知后，人们马上就开始想方设法地将之扩大规模，推进并驾驶气球。罗伯特兄弟便是先行者。1784年，罗伯特兄弟制造了人类历史上第一艘人力飞艇，它长15.6米，最大直径9. 6米，充氢气后可产生1000多公斤的升力。罗伯特兄弟认为，飞艇在空中飞行和鱼在水中游动差不多，因此，把它制成鱼形，艇上装上了桨，而桨是用绸子绷在直径2米的框子上制成的。 （齐柏林飞艇）
《宇航科学与技术进展》 课程论文 姓名： XXX 学号： XS13012023 时间：2014年6月
火箭发动机材料 航天科学与工程学院XXX 摘要：火箭发动机是运载火箭和导弹的主要动力装置，在航天领域有着非常广泛的用途。由于其工作时处于高温、高压的恶劣环境，再加之航天活动对轻质、强度和可靠性的苛刻要求，使得火箭发动机材料研究成为一个非常重要的课题。火箭发动机主要分为固体火箭发动机和液体火箭发动机，本文主要介绍固体火箭发动机的材料，尤其是其中壳体和喷管所用的材料。同时也对液体火箭发动机材料做一简介。 关键词：火箭发动机金属材料复合材料 1固体火箭发动机材料 固体火箭发动机主要用作火箭弹、导弹和探空火箭的发动机，以及航天器发射和飞机起飞的助推发动机。 1.1固体火箭发动机简介 固体火箭发动机是使用固体推进剂的化学火箭发动机。常用的固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚。固体火箭发动机主要由药柱、燃烧室（壳体）、喷管组件和点火装置等四部分组成。药柱是由推进剂与少量添加剂制成的中空圆柱体（中空部分为燃烧面），置于燃烧室中。在推进剂燃烧时，燃烧室须承受2500～3500℃的高温和102～2×107Pa的高压，所以须用高强度合金钢、钛合金或复合材料制造，并在药柱与燃烧内壁间装备隔热衬。点火装置用于点燃药柱，通常由电发火管和火药盒（装黑火药或烟火剂）组成，通电后由电热丝点燃黑火药，再由黑火药点火燃药柱。喷管除使燃气膨胀加速产生推力外，为了控制推力方向，常与推力向量控制系统组成喷管组件，该系统能改变燃气喷射角度，从而实现推力方向的改变。药柱燃烧完毕，发动机便停止工作。 因为固态火箭燃料不需要贮箱、阀门、泵、管路等复杂装置，因此在构造上固态火箭发动机比液态火箭发动机要简单许多。由于固体推进剂装药成型后，可以放在发动机壳体中长期贮存，随时处于待命状态，因此在需要使用的场合，固态火箭发动机的反应和准备时间较短。此外，固态火箭发动机没有管线或者是加压设备，对于外界的震荡或者是碰撞的忍耐程度比液态火箭发动机要高。固体火箭发动机的缺点是比冲小，一般比冲在250～300秒。因为固态火箭发动机的燃料的量与型态是固定的，要随意借由调整燃料与氧化剂的量来控制推力非常困难，燃料一但开始作用，若是中断燃烧的过程，很难重新点燃，因此固态火箭发动机多半使用在推力需求较为固定，一经启动就不需要停止的设计上面。在设计上需要依靠精确的形状和燃料颗粒来控制燃烧的速度和产生的推力。 1.2固体火箭发动机壳体材料 在固体火箭发动机壳体既是推进剂贮箱又是燃烧室，同时还是火箭或导弹的弹体，因此，在进行发动机壳体材料设计时，应考虑如下几个基本原则：
组分对硝酸酯增塑聚醚推进剂燃烧性能的影响 摘要：本文讨论了硝酸酯增塑聚醚推进剂燃烧性能的影响——首先，研究了硝酸酯增塑聚醚推进剂的组成成分；其次，对推进剂的燃速、压力升降等燃烧性能作出了详细的评估；最后，采用了X射线衍射分析材料的微观结构，并与燃烧性能 结果进行了相关性分析。 关键词：硝酸酯增塑聚醚推进剂；燃速；压力升降；X射线衍射；微观结构 正文： 1. 引言 硝酸酯增塑聚醚推进剂是火箭发动机中用于提供储存推力的常用催化材料，其燃烧性能对火箭发动机性能起着重要作用。因此，研究硝酸酯增塑聚醚推进剂燃烧性能的影响具有重要意义。 2. 组分分析 根据硝酸酯增塑聚醚推进剂的配方，分析了各种原料的成分组成，主要成分包括聚硝酸酯、混合增塑剂和稳定剂。 3. 火箭发动机测试 在国内一家专业的火箭发动机测试室，使用实验火箭发动机，测试了硝酸酯增塑聚醚推进剂的燃速、压力升降等燃烧性能参数。 4. X射线衍射结构分析 为了更好地解释火箭发动机测试结果，采用了X射线衍射分
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详解固体火箭发动机 控制了太空，谁就控制了地球！谁控制了太空，谁就控制了未来！ 固体火箭发动机属于化学火箭发动机，用固态物质（能源和工质）作为推进剂。固体推进剂点燃后在燃烧室中燃烧，产生高温高压的燃气，即把化学能转化为热能；燃气经喷管膨胀加速，热能转化为动能，以极高的速度从喷管排出从而产生推力推动导弹向前飞行。 固体火箭发动机主要由壳体、固体推进剂、喷管组件、点火装置等四部分组成，其中固体推进剂配方及成型工艺、喷管设计及采用材料与制造工艺、壳体材料及制造工艺是最为关键的环节，直接影响固体发动机的性能。固体推进剂配方各种组分的混合物可以用压伸成型工艺预制成药柱再装填到壳体内，也可以直接在壳体内进行贴壁浇铸。壳体直接用作燃烧室。喷管用于超音速排出燃气，产生推力；喷管组件还要有推力矢量控制（TVC）系统来控制导弹的飞行姿势。点火装置在点火指令控制下解除安全保险并点燃发火药产生高温高压火焰用于点燃壳体内的推进剂。 固体发动机的水平与复合材料工业和高分子化学材料工业的科技水平密不可分，可以说是一个国家科技水平的缩影。 固体火箭发动机结构图（潜入式全轴柔性摆动喷管）
中、远程以上的固体弹道导弹通常由两级以上火箭发动机和前端系统（包括仪器舱、弹头、整流罩等）构成。为了给弹头提供较为精确的关机点速度，有些末级固体发动机（如美国的民兵3导弹的第三级和我国巨浪-1的第二级）的前封头装有推力终止装置，接到关机指令，推力终止孔打开进行反向喷射，燃烧室迅速泄压，火焰熄灭，推力也就终止了，同时反向喷射提供了末级分离的推力；先进的弹道导弹（如美国的三叉戟C4/D5，法国的M4/M45/M51）则采用优化控制飞行弹道和姿势（即所谓能量管理）使推进剂耗尽关机的方法。分导式多弹头（MIRV）导弹除多个主级发动机外还有一个末助推级（PBV，又称弹头母舱，由姿控系统、仪器舱及弹头支承/释放平台构成，一些先进单弹头导弹也有PBV），姿控发动机精确调整速度和姿势并逐个投放多弹头和诱饵对多个目标实施打击。民兵3和“和平卫士”MX使用的是液体燃料PBV，可以多次重启；三叉戟C4/D5使用固体燃料燃气发生器PBV；“白杨”（SS-25）、“白杨-M”（SS-27）、“侏儒”等单弹头导弹也使用了PBV。 民兵3导弹第三级发动机的6个推力终止孔喷射示意图
ADN 推进剂 ADN （二硝酰胺铵）是20世纪70年代首先由前苏联合成出来的一种高能量密度材料。它是一种能量密度高，不含卤素的白色结晶物，分子式为NH4N(N 2O 2)，氧平衡为25.8%，生成热为–148kJ/mol ，晶体密度为1.812g/c 3m ，燃气洁净。最初ADN 是为高性能固体推进剂研制的。作为一种能够替代高氯酸铵的候选氧化剂品种，国内外在ADN 推进剂的配方研究、球形化、改善吸湿性等方面做了大量工作。但从目前的研究进展来看，ADN 存在热稳定性较差，会发生自动催化分解；室温下反应活性高；吸湿性强，容易与异氰酸酯反应产生气孔；晶体中有不均匀性缺陷，制备推进剂时的工艺性能差等问题。这些问题制约了ADN 在高性能固体推进剂中的应用[1]。 ADN 推进剂配方 早在20世纪70年代，苏联就在ADN 合成工艺改进、性能研究等方面进行了大量细致的研究，随着ADN 应用中安全问题的解决，俄罗斯已掌握了ADN 在固体推进剂中的应用技术[2]。已应用在SS-20、SS-24和SS-27中。推进剂配方大致为HTPB/AP/ADN/AL/HMX/二茂铁衍生物。 目前，美国聚硫橡胶公司利用造粒塔工艺已经能够生产平均粒度为100μm 、热稳定性及防吸湿性都很好的粒状ADN 。 表1列出了美国海军空战中心武器分部（NAWCWD ）研制的ADN/NEPE 为基的高能低特征信号推进剂。所用ADN 氧化剂分别采用了平均粒度为300μm 的粒状ADN （ADNP ）和化学合成直接制得的ADN 原料。粘合剂分别为ORP-2A （硝胺聚醚粘合剂）和PCP （己内酯聚合物）。这些配方可表示为PCP/NE/ADN, PCP/NE/ADN/ADNP 和PCP/NE/ADNP/CL-20。
含DNTN的CMDB推进剂的能量特性的计算及其组分的相 容性 李祥志;毕福强;廉鹏;李辉;刘国权;王伯周 【摘要】根据最小自由能法,采用NASA-CEA软件,计算了含2,3-二羟甲基-2,3-二硝基-1,4-丁二醇四硝酸酯(DNTN)的复合改性双基(CMDB)推进剂能量特性.采用差示扫描量热法研究了DNTN和CMDB推进剂组分的相互作用.结果表明,DNTN替代硝化棉(NC)+硝化甘油(NG)/黑索今(RDX)/Al推进剂配方中的RDX,使体系的理论比冲最大,达2666.5 N·s·kg-1,特征速度逐渐增大,氧系数逐渐提高.DNTN全部替代NC+NG/高氯酸铵(AP)/Al推进剂配方中的AP,使理论比冲最大,达 2669.1N·s· kg-1,燃气平均分子量降低,燃温升高,表明CMDB推进剂体系中的DNTN有良好的应用潜力.DNTN与NC/NG、RDX、奥克托金(HMX)、六硝基六氮杂异戊兹烷(CL-20)、吉纳(DINA)和炭黑(C.B)之间没有明显的相互作用,与邻苯二甲酸铅((φ)-Pb)和1,3-二甲基-1,3-二苯基脲(C2)之间相互作用明显.%The energy characteristics of CMDB propellant containing 2,3-bis (hydroxymethyl)-2,3-dinitro-1,4-butanediol tetranitrate (DNTN) were calculated by NASA-CEA software based on the minimum free energy method.The interaction of DNTN with components of composite modified double base (CMDB) propellant was studied by differential scanning calorimetry (DSC).Results show tthat The substitution of RDX in nitrocellulose(NC) + nitroglycerin (NG)/Hexogen(RDX)/Al propellant formulation for DNTN makes the system have the greatest theorety specific impulse,reaching 2666.5 N · s · kg-1,the characteristic velocity increase gradually,the oxgen coefficient improve gradually.The substitution
航天推进理论基础_西北工业大学中国大学mooc课后章节答案期末考 试题库2023年 1.整体式固体火箭冲压发动机的关键技术之一是一次燃烧的燃气流量调节技术。 参考答案: 正确 2.离子推力器和霍尔推力器都需要中和器完成羽流中和功能。 参考答案: 正确 3.钡钨阴极和六硼化铼阴极是目前主要的电推力器中和器类型。 参考答案: 正确 4.在火箭发动机热力计算中，热力学数据是指比热、焓、熵等参数随温度的变 化。 参考答案: 正确 5.常用的免费开源的热力计算软件是CHEMKIN. 参考答案: 错误 6.在喷管流动过程中，产物热能转换为动能，转换过程中能量守恒但总焓不守 恒。
参考答案: 正确 7.有关火箭发动机的喷气速度，下列描述正确的有： 参考答案: 火箭发动机的喷气速度就是喷管出口截面上燃气的流速。 8.液体火箭发动机再生冷却的特点有： 参考答案: 推力室结构质量大_热损失小_再生冷却推力室增加了推进剂供应系统的负担_对周围热影响小、发动机工作时间可以很长 9.下列传热过程属于推力室再生冷却传热过程某环节的有： 参考答案: 高温燃气与推力室热壁之间的对流和辐射传热_推力室冷却通道与冷却液间的对流换热_冷却套外壁面与环境大气间的对流辐射 10.燃气发生剂一般具有燃烧温度低、成气量小但燃烧残渣大的特点。 参考答案: 错误 11.影响火箭发动机推力的因素有： 参考答案: 喷管的质量流率_喷管的膨胀状态_发动机的工作高度
12.推进剂燃烧产物的温度越高、平均分子量越小，则发动机的喷气速度越大。 参考答案: 正确 13.再生冷却是在推力室热壁的内表面采取的一种对流式冷却。 参考答案: 错误 14.贮箱增压系统的功能是为了保证推进剂贮箱内的压强维持在一定的水平。 参考答案: 正确 15.推进剂利用系统的功能是自动的进行推进剂组元混合比的调节，保证推进剂 组元同时消耗完或者最小的剩余。 参考答案: 正确 16.根据吹除气源压力的高低，吹除系统可分为强吹和弱吹两大类。 参考答案: 正确 17.在热力计算中，1Kg推进剂总焓的国际制单位是：
固-液混合火箭推进剂方案及其能量性能分析 曹一林;唐承志 【摘要】采用推进剂性能评估软件(PEP)模拟计算,并比较了液氧+HTPB固体燃料、液氢+固体推进剂和液氦+固体推进剂3种固-液混合火箭推进剂方案的能量水平, 分析了3种混合推进剂方案的燃烧特征.结果表明,液氢+固体推进剂和液氦+固体 推进剂2种混合推进剂方案可大幅提高固体推进剂能量水平,且燃烧性能可能更优.液氢+GAP固体推进剂和液氦+GAP固体推进剂方案可获得高于3 000 N·s/kg的比冲,高于液氧+HTPB固体燃料方案. 【期刊名称】《固体火箭技术》 【年(卷),期】2016(039)003 【总页数】6页(P353-357,368) 【关键词】固-液混合推进剂;固体推进剂;新型火箭推进技术 【作者】曹一林;唐承志 【作者单位】中国航天科技集团公司四院四十二所,襄阳441003;中国航天科技集 团公司四院四十二所,襄阳441003 【正文语种】中文 【中图分类】V512 固-液混合火箭推进剂是目前高能火箭推进剂研究的一个热点。目前，固-液混合火箭推进剂有2种基本方案：一是用液氧+固体燃料；另一种是液氢+固体推进剂[1-2]。
2种固-液混合火箭推进剂方案的原理不同：液氧+固体燃料方案是尝试用液氧取代对固体推进剂能量不利影响较大的高氯酸铵(AP)。因此，固体燃料中AP含量越高，液氧提高推进剂能量的幅度就越小。但降低固体燃料中AP含量，对推进剂的燃烧性能影响较大，严重时会导致工作过程中推进剂的熄火；液氢+固体推进剂方案是根据固体发动机工作过程中存在工质不足问题提出的解决方案。在通常的固体发动机中，为提高固体推进剂的工质量，一般会牺牲部分化学能(即CO氧化成CO2及H2氧化成H2O需要的热量)为代价。液氢+固体推进剂方案尝试通过引入高效工质来提高化学能的转化效率。根据这一原理，液氦同样可作为高效工质，与固体推进剂构成固体推进剂+液氦固-液混合火箭推进剂。与液氢不同，氦是一种惰性气体元素，不参与固体推进剂燃烧中的化学反应，因此它作为工质，可能会更有效、更安全。 本文采用推进剂性能评估软件(PEP)[3-4]，比较和分析了液氧+端羟基聚丁二烯(HTPB)固体燃料、液氢+固体推进剂2种固液火箭混合推进剂方案的能量水平和燃烧特性，并与惰性气体(液氦)+固体推进剂的方案进行了比较。 液氧是液体火箭发动机用的一种低温氧化剂，固体火箭发动机中常用的氧化剂为AP。为了比较2种物质作为推进剂氧化剂的效率和性能，采用热力学计算软件对比了液氧+HTPB固体燃料和AP+HTPB双组元固体推进剂的比冲随氧燃比(O/F：氧化剂与燃料的质量比)的变化情况，结果如图1所示。 本文所有的比冲均为标准比冲，即设定燃烧室压力6.86 MPa，喷管出口平面压力为1个标准大气压条件下计算的比冲。 图1结果显示，液氧/HTPB的最佳氧燃比(比冲最高时的氧燃比)约为2.33，低于AP/HTPB的最佳氧燃比(约为9.00)。液氧/HTPB的最高比冲约为2 969.11 N·s/kg，远高于AP/HTPB的最高比冲2 475.68 N·s/kg，表明液氧作为火箭推进剂的氧化剂在氧化效率和提高推进剂能量两方面都明显优于AP。目前，实用的固
固体火箭推进剂的模拟低温点火冲击试验加载方法研究 张怀龙;菅晓霞;周伟良;肖乐勤 【摘要】固体火箭推进剂低温下点火瞬间高速加载的耦合作用可能会导致推进剂结构发生破坏,针对此问题,利用推进剂中止熄火的原理,设计了一种中止压力可控模拟点火冲击试验装置,以点火药燃烧产生的燃气对推进剂进行模拟点火冲击.点火压力根据药室容积和点火药量之间的计算公式确定,中止压力通过爆破片破片压力控制.通过对点火冲击过程的压力与时间和升压速率与时间关系曲线分析,得知点火压力和点火方式对点火药燃气的升压速率影响较大.多次重复试验表明:该加载方法中止压力可控,压力偏差＜±5％;弱点火时升压速率为2 000 MPa/s,强点火时升压速率达到5 000 MPa/s,高于通常发动机点火的升压速率;可作为固体火箭推进剂模拟低温点火冲击的研究手段.%A simulation ignition shock test device with controllable pressure is designed using propellant quenched combustion experimental principle to deal with the structure failure problem of solid propellant at low temperature,which can be caused by the coupling effect of high speed loading.The simulation ignition shock against propellant is made by the gas produced from the combustion of ignition material.The ignition pressure is calculated using the formula of chamber volume and weight of ignition material,and the quenched pressure is controlled by rupture disc.The ignition pressure and ignition mode have great influence on the gas pressurization rate according to p-t and dp/dt-t curves of the ignition shock process.Pressurization rate can be up to 2 000 MPa/s in weak ignition case and 5 000 MPa/s in strong ignition case,which is higher than real motor ignition rate.The pressure is controllable (the pressure
PNIMMO基热塑性弹性体的合成及表征 莫洪昌;卢先明;栗磊;陈曼;姬月萍;汪伟 【摘要】以聚3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷(PNIMMO)为软段,2,4-甲苯二异氰酸酯和1,4-丁二醇为硬段(含量为30％～50％),1,2-二氯乙烷为溶剂,采用溶液聚合两步法合成了含硝酸酯基热塑性弹性体(NTPE),确定了异氰酸酯指数为1.02,硬段含量为40％～45％时,聚合物的力学性能较优.采用红外光谱和核磁共振对NTPE 的结构进行了表征,结果表明NTPE具有典型的硝酸酯聚醚聚氨酯特征.用差示扫描量热法和热重-微商热重法研究了NTPE的热性能,其玻璃化转变温度为-11.71℃,分解峰温为220.4℃,热失重范围为175～523.63℃,共失重84.44％,热稳定性较好.【期刊名称】《含能材料》 【年(卷),期】2015(023)007 【总页数】4页(P629-632) 【关键词】含硝酸酯基热塑性弹性体(NTPE);溶液聚合;聚氨酯;力学性能 【作者】莫洪昌;卢先明;栗磊;陈曼;姬月萍;汪伟 【作者单位】西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065;西安近代化学研究所,陕西西安710065 【正文语种】中文 【中图分类】TJ55;O63
1 引言 含能热塑性弹性体(ETPE)是一类有发展前景的含能粘合剂,采用ETPE作为固体推进剂粘合剂具有力学性能好、加工性能优良、低成本、安全、易回收等优点,而且可 以采用无溶剂加工方法,不需对现有的设备进行改进,对于发展新一代高能、不敏感、低易损性、环境友好的弹药有着重要作用[1-3]。 目前,国内外关于ETPE的合成研究主要集中在含有叠氮基团的ETPE,如3,3-二叠氮甲基氧杂环丁烷(BAMO)基ETPE,聚叠氮缩水甘油醚(GAP)基ETPE等[4-8],而含有硝酸酯基团的ETPE报道较少。相对于叠氮基ETPE而言,硝酸酯基ETPE具有与硝酸酯增塑剂相容性好、氧含量高、燃气较为洁净、具有更好的力学性能等优点,因 此在固体推进剂中具有良好的应用前景[9-10]。本研究采用聚3-硝酸酯甲基-3-甲基氧杂环丁烷(PNIMMO)为软段,2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)和1,4-丁二醇为硬段,采用溶液聚合两步法合成出了PNIMMO基ETPE(NTPE),并对其结构与性能进行了表征,为其在固体推进剂中的应用研究奠定了基础。 2 实验部分 2.1 试剂与仪器 试剂:PNIMMO,自制,数均相对分子质量为4013 g·mol-1,羟值为23.33 mg KOH·g-1; 2,4-甲苯二异氰酸酯,分析纯,郑州派尼化工试剂厂; 1,4-丁二醇,分析纯,成都市科龙化工试剂厂,使用前重新蒸馏加入分子筛干燥; 1,2-二氯乙烷,分析纯,成都 市科龙化工试剂厂,使用前加入氢化钙减压蒸馏然后加入分子筛干燥; 二月桂酸二丁基锡,分析纯,天津市化学试剂一厂; 乙醇,分析纯,西安化学试剂厂。 仪器:Nexus 870型傅里叶变换红外光谱仪,美国Nicolet公司; DSC-2910型差热 分析扫描仪(升温速率10 ℃·min-1),美国TA公司; TGA-2950型热失重分析仪(10 ℃·min-1),美国TA公司; GPC-50型凝胶渗透色谱仪,英国PL公司(测试条件为