摘要：为了获得固体发动机在立式贮存条件下药柱的结构响应特性,针对htpb复合固体推进剂开展了不同应力水平下的蠕变试验,并拟合了蠕变本构模型。采用建立的推进剂蠕变本构模型对某发动机开展了立式贮存条件下的结构响应分析,获得了贮存过程中发动机药柱应力应变变化规律。针对该发动机设计开展了为期2周的立式贮存试验,测试获得了贮存过程中药柱前后端面的下沉位移变化,并与仿真结果进行了对比。结果表明,建立的推进剂蠕变本构模型可以较好地模拟药柱立贮过程中的蠕变响应,贮存过程中前人工脱黏层根部位置处为药柱的结构薄弱位置,立式贮存1年后其药柱底部端面轴向下沉位移约为1.38 mm。

摘要：低燃速、高比冲端羟基聚丁二烯(htpb)推进剂是先进固体火箭发动机发展的重要方向,针对htpb推进剂用传统降速剂的降速效率不高,且容易造成推进剂能量损失等问题,设计合成了以NF_(2)SO_(3)^(-)、CF_(3)SO_(3)^(-)、BF4-、ClO_(4)^(-)为阴离子的含有长链烷基的新型季铵盐降速剂。对这些降速剂进行了SEM和DSC表征、燃速测试及量子化学计算,研究了它们抑制高氯酸铵(AP)分解和降低htpb推进剂燃速的作用规律,探讨了高氯酸根季铵盐的降速机理。结果表明,这些季铵盐降速剂对AP的热分解均具有一定的抑制作用,与添加相同含量(1%)草酸铵的推进剂燃烧性能相比,它们的降速幅度提升均超过4.5%,降速效果最好的BPE-1524CD的降速幅度提升达到10.43%;在相同燃速条件下,添加BPE-1524CD降速剂的推进剂燃烧残渣比添加草酸铵的降低了50%,比冲提高了10~20 N·s/kg;三种高氯酸根季铵盐降速剂均易吸附于AP表面,由它们调控的htpb推进剂的燃速与这些降速剂的导热系数有正相关性。

摘要：为解决异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)型端羟基聚丁二烯(htpb)/衬层/玻璃钢(FRP)粘接体系中近界面推进剂软化问题,采用红外光谱(IR)、热重分析(TG)、凝胶含量以及界面粘接性能测试等方法,研究了IPDI型htpb推进剂与玻璃钢(FRP)绝热层界面粘接性能及增强技术。结果表明,IPDI型htpb推进剂/衬层/玻璃钢粘接体系的近界面推进剂易形成弱强度层,通过在玻璃钢与衬层间增加一层富含异氰酸根活性基团的胶粘剂BN-01,可显著增强近界面推进剂强度,改善界面粘接性能,当胶粘剂BN-01成型厚度为0.06 mm时,近界面推进剂凝胶含量提高了47.8%,联合扯离强度提高了71.0%,燃烧室装药界面粘接质量良好。

摘要：固体发动机贮存过程中推进剂在自重荷载作用下会发生蠕变,为研究htpb推进剂长期贮存期间的蠕变特性,采用***计算了卧式与立式贮存两种工况下发动机的最大Von Mises应力;基于数值计算结果设计并开展了1000 s短期往复蠕变试验与10000 s长期蠕变试验。结果表明,推进剂蠕变从变形开始到最终破坏的过程可分为瞬时变形、衰减蠕变、稳态蠕变以及加速蠕变破坏四个阶段。蠕变应力水平小于0.1 MPa时,衰减蠕变趋于稳定,蠕变应变25.32%可作为该推进剂蠕变进入稳态蠕变阶段的临界值。蠕变过程会对试样造成损伤,损伤程度与蠕变时间和应力大小正相关。拼接了短期蠕变试验数据,拼接曲线与长期蠕变试验数据曲线一致性较好。试验结论可为固体发动机结构完整性和贮存寿命评估提供参考。

摘要：为探究端羟基聚丁二烯(htpb)推进剂在低温下的疲劳特性,结合空空导弹在使用中的实际情况设计了包含不同应变幅值和加载频率的高周疲劳实验.实验在动态热机械分析仪上进行,温度保持为-50℃,加载频率设定为50,100,150Hz.为了考察低温下htpb推进剂微小预变形对疲劳特性的影响,在动力循环加载前进行了准静态加载.疲劳实验后对试件实施单轴恒速拉伸,以获取疲劳后推进剂的力学参数.结果表明:在其他条件不变的情况下,疲劳应变幅值和加载频率越大,材料力学性能劣化程度越大,所累积的疲劳损伤量越大.初始阶段的准静态加载对推进剂疲劳特性起消极影响,低温高频下推进剂的疲劳损伤演化呈现出非线性,随着疲劳次数的增加,疲劳损伤增速由快变缓.

摘要：为研究与自然贮存环境相关性较好的推进剂加速老化方法，设计了htpb复合推进剂交变温度加速老化试验，在-10～60℃温度范围内，以3种温度变化速率（10℃／12h，20℃/12h，30℃／12h），分别老化35d，56d，91d后对推进剂进行力学性能测试，基于最大伸长率进行了htpb推进剂加速老化与自然贮存的相关性分析。结果表明，加速老化过程中推进剂抗拉强度变大、伸长率下降，与自然老化趋势一致；温度变化速率在推进剂老化过程中对力学性能变化有较大影响；交变温度加速老化1d分别相当于自然贮存9．2d，13．3d，19．7d，交变温度加速老化与自然贮存具有较好的相关性。

摘要：为研究固体填料粒度级配及工艺助剂对低铝低燃速htpb推进剂工艺性能的影响,依据固体颗粒堆积最密集排列理论,建立了固体颗粒级配模型,结合固体填料实际粒径,计算得到两种理想刚性球的堆积结果,并在此基础上考察了不同级配配方药浆流动性及触变性。同时,通过筛选工艺助剂种类及优化最适助剂用量,对比了加入不同工艺助剂配方药浆的触变性。结果表明:当采用双二级配模型,计算出的固体颗粒级配比例最优;通过进一步优化固体颗粒级配,结合药浆触变环大小快速判定了推进剂固体级配的合理性,提高了低铝低燃速htpb推进剂配方工艺性能的可设计性;当工艺助剂选用SU-2,且用量为0.03%时,推进剂工艺性能明显改善,适用期可达596min。

摘要：对大型发动机用的低燃速高固体含量htpb推进剂进行了研制。采用超支化SU-2助剂降低推进剂药浆粘度为提高配方固体含量的方式,优化SU-2助剂含量,研制出固体质量分数89%的推进剂配方。依据抑制AP分解的质子转移机理,分别用高氯酸烷基胺衍生物A1N、草酸铵T29降燃速剂,获取低燃速htpb推进剂,针对试验得到的推进剂性能数据,分析了单项降燃速剂的推进剂燃烧性能存在不足,提出了选用价廉的高氯酸烷基胺衍生物A1N/草酸铵T29/细AP复配方法,既降低燃速又能降低压强指数。经装药试验验证,获得6.86 MPa燃速5.185 mm/s,3~11 MPa压强指数0.328,密度≥1.80 g/cm3,20℃最大拉伸强度σm≥1.0 MPa,-40℃最大伸长率εm≥61.0%;5 h使用期粘度为2625 Pa·s;综合性能优良的高固体含量低燃速htpb推进剂。以提高推进剂固体含量增加密度,增大htpb推进剂比冲的设计方法,可供低燃速htpb推进剂的发动机借鉴。

摘要：为开展htpb推进剂强度准则研究,设计了不同比例条件下板条推进剂尺寸形状。根据计算及仿真结果可知,随着W/L2倍数不断增大,设计尺寸板条试件可以在单轴拉伸条件下实现近似1∶2、1∶2.5、1∶3、1∶3.5和1∶4等应力比等效的双轴拉伸。针对应力比为1∶2板条开展低温动态(25、-30、-50℃和0.4、4.0、14.29、42.86 s-1)准双轴力学性能试验,试验表明:随着温度的降低、应变率的升高,推进剂的最大抗拉强度、初始模量逐渐增大、最大伸长率逐渐减小。并根据其典型力学性能参数构建强度包络线:推进剂强度包络线随着温度降低范围逐渐增大,即htpb推进剂强度随着温度降低而增强。通过获取的试验结果建立不同条件下htpb推进剂强度包络线,可以为低温点火条件下htpb推进剂结构完整性分析提供数据支持。

摘要：提出了将三组元低燃速htpb推进剂改制为发光信号剂的设想,为其退役报废后的再利用寻求解决途径。htpb推进剂属于特殊烟火剂,具备与发光信号剂相似的组分含量和燃烧特性,选择红光发光剂作为改制目标并从理论上分析了改制的可行性。在安全粉碎的基础上,通过配方设计,添加硝酸锶作为焰色剂,以虫胶为粘合剂进行重新组合。改制后的发光信号剂经DSC测试,相容性良好,其亮度、色度和燃速等性能指标均达到行业相关标准,具备资源化再利用的潜力和条件,具有军事和经济价值。