摘要：含能粉体材料混合时极易发生危险,对混合装置的本质安全度要求高。声共振混合可以实现材料迅速流化以及均匀、高效、安全的混合,但固-固颗粒混合机制尚不明确。针对含能粉体材料声共振混合过程中固-固颗粒相互作用问题,分析了在力场作用下的颗粒流动机制和声场作用下的微流效应;采用基于离散单元仿真(EDEM)的Hertz-Mindlin(no slip)模型,对15%填充率的KNO_(3)和B粉在不同垂直加速度下的运动状态、能量状态进行了模拟分析,并设计了与之对应的正交实验进行应用验证。结果表明,颗粒间的平均受力和单颗粒的平均能量均与颗粒粒径正相关,这与在一定尺寸范围内颗粒直径越小声辐射力和微流场力越大的理论推导结果相符,正交实验结果验证了声共振混合点火药相较于传统混合装备具有更好的产品性能和近乎5倍的混合效率。

摘要：为实现串联战斗部级间隔爆体结构减重,利用有限元分析软件LS-DYNA建立了某型前级战斗部与隔爆体的数值仿真模型,采用正交试验的方法,研究级间锥形隔爆体前锥角,倒角与前后锥角差值对隔爆体质量的影响规律。结果表明:隔爆体的前锥角对隔爆体质量影响显著,前后锥角差次之,倒角影响较弱。利用正交优化方法,设计三因素四水平的正交优化方案,结果表明当,r=9.9 mm,时,隔爆体的质量最低为485.40 g。研究成果可为串联战斗部隔爆体的结构设计和优化提供指导。

摘要：串联战斗部作为反爆炸反应装甲的一个重要手段,已成为国内外兵器研究的热点。串联战斗部工作时,前级装药爆炸势必对后级装药产生影响。为削弱前级装药爆炸产生的爆轰波与碎片对后级装药的影响,需要在前后级装药之间设置隔爆结构。良好的隔爆结构对串联战斗部前后级稳定工作,提升战斗部性能有重要意义。综述了近年来串联战斗部级间隔爆体的研究进展,包括结构布局、材料选型与优化设计方法等方面,并结合目前隔爆体发展状况对隔爆体未来发展趋势进行展望,以期对串联战斗部隔爆体的设计和改进有所启示。

摘要：为提高丁羟四组元推进剂和CL-20/GAP推进剂的力学性能,解决新的推进剂填料基体界面“脱湿”问题,设计合成了新型Schiff碱键合剂;采用傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜及万能材料拉伸机等对键合剂的键合效果和推进剂的力学性能进行了表征。结果表明,合成的新型Schiff碱键合剂包含键合剂必备官能团且在AP表面存在明显键合,新型Schiff碱键合剂有望取代有毒MAPO,可明显提高丁羟四组元推进剂的力学性能,使丁羟四组元推进剂常温拉伸强度达到0.7 MPa,常温延伸率大于55%,高温延伸率大于50%,低温延伸率大于60%,并可以明显改善丁羟四组元推进剂的工艺性能;在CL-20/GAP推进剂中,新型Schiff碱键合剂可同时提高推进剂的拉伸强度和延伸率。

摘要：3D打印技术相比于传统的固体推进剂浇注成型方法具有更高的制造灵活性和安全性。对于高固含量(质量分数大于85%)的固体推进剂材料,传统挤出打印方式存在挤出不连续、成型质量差等问题,限制了发动机的整体性能。针对上述问题,基于超声减摩辅助挤出原理设计了双超声振子共振挤出高固含量热固性固体推进剂打印头。重点探究了打印过程中打印温度、挤出压力、喷嘴直径等关键工艺参数对于打印推进剂材料孔隙率的影响。在打印温度为70℃、挤出压力为0.6 MPa、喷嘴直径为φ1.7 mm,打印层高间距比为0.8的最优工艺参数条件组合下,可打印制备固含量为88%、孔隙率为3.46%、打印制造误差被控制在0.4%以内的复杂变燃速热固性固体推进剂药柱结构,同时打印样件的拉伸强度较传统浇注样件提升56%,为复杂高固含量固体推进剂药柱结构的制造提供了一个新思路。

摘要：为了解决当前高能氧化剂1,4⁃双(三硝基甲基)⁃3,6⁃二硝基吡唑[4,3⁃c]并吡唑(ONPP)合成工艺的低硝化收率以及使用剧毒物等问题,设计并开发了ONPP的新合成路线。将ONPP溶于乙酸乙酯,采用缓慢溶剂挥发法制备出ONPP的单晶,并对不同配方进行了能量估算。结果表明,在碱和相转移催化剂Bu4NBr(TBAB)的参与下,3,6⁃二硝基吡唑[4,3⁃c]并吡唑(DNPP)与溴丙酮反应,在吡唑环上引入2个丙酮基团,接着使用HNO_(3)/H_(2)SO_(4)/P_(2)O_(5)硝化体系对其进行硝化,合成得到了ONPP,两步总收率为31%。相较原工艺(两步总收率为10.4%),新工艺的产品收率提升了近3倍,且避免了剧毒物丁烯酮的使用,更适合放大化生产。单晶衍射结果为:ONPP的晶体为单斜晶系,P21/c空间群,晶体密度为1.983 g·cm^(-3)(293 K)。经过对端羟基聚丁二烯(HTPB)(占比10%)、Al粉(占比20%)和氧化剂(占比70%)配方进行能量估算,当ONPP和高氯酸铵(AP)作为氧化剂复配使用,分别占比40%和30%时,其配方能量水平达到最佳,显著高于他们分别作为单一氧化剂时的配方能量水平。

摘要：以四氢呋喃共聚醚(PET)基高能固体推进剂为研究对象,设计了以定型助剂改性的PET/硝酸酯(NG/BTTN)为黏合剂体系,高氯酸铵(AP)为固体填料,多官能团脂肪族异氰酸酯(N‑100)为固化剂的3D打印推进剂配方。对定型助剂MS在25℃条件下的定型效果、与各组分的相容性以及25,35,45,55℃温度下的流变特性开展了研究,通过仿真模拟确定了温度、喷头直径、压力等3D打印工艺参数的合理范围。结果表明MS与推进剂中与PET/NG/BTTN、AP的相容性较好,并在一定程度上提升了推进剂的安全性能,药浆具有温敏特性,可在25℃达到良好的定型效果,在温度50℃、喷头直径1.2 mm、压力11 kPa的打印参数下,实际打印速率为8 mm·s^(-1),首次实现了PET基高能固体推进剂3D打印成型。

摘要：随机振动下固体火箭发动机的疲劳破坏分析与疲劳寿命准确预测一直是困扰固体发动机设计的难题。通过模态分析、随机振动分析和基于高斯分布的三区间法、Miner疲劳累积损伤理论进行的疲劳计算,仿真分析了一种特种结构固体发动机燃烧室经过随机振动试验后的疲劳破坏规律及影响因素。结果表明,发动机燃烧室在经历径向随机振动激励时,结构响应最大,最大等效应力位于与燃烧室壳体交界附近的装药杯支撑杆上,是发动机燃烧室的最薄弱处;发动机燃烧室存在90、294、411 Hz三个共振频率,设计时要注意避开。极限随机振动试验表明,振动60 s时,燃烧室未发生疲劳破坏,而振动15 min发生了疲劳破坏,这与仿真的结果是吻合的,验证了数值振动模型和疲劳破坏计算方法的有效性,可为预测固体火箭发动机的疲劳破坏和疲劳寿命提供参考和指导。

摘要：复合固体推进剂是运载火箭和导弹动力源的重要组成部分,在贮存、使用过程中,将受到一系列载荷和热应力的冲击,对复合固体推进剂的力学性能有较高要求。根据复合固体推进剂组分和结构特点,从粘合剂体系网络结构、固体填料和固体填料与粘合剂基体界面性质三方面综述了近年来复合固体推进剂力学性能调控方法的研究进展,介绍了粘合剂预聚物相对分子质量和官能度分布、固化参数、增塑比、扩链剂含量、固体填料含量、粒度和形貌等设计参数对复合固体推进剂力学性能的影响,以及不同类型键合剂对粘合剂-基体界面结构的应用范围和作用机理。指出了未来改善复合固体推进剂力学性能的一些技术途径,相关原材料合成和修饰技术的发展是实现复合固体推进剂力学性能大幅度突破的基础。

摘要：利用FLUENT发展了一种瞬态流-固-热一体化一步耦合三维有限元分析方法,并用该方法分析了一种采用无铝PET推进剂的小推力长工作时间(130 s)固体火箭发动机喷管温度场分布情况。分析结果表明,从喷管中心到喷管表面温度逐渐降低,喷管喉部中心温度达到2200℃以上,喉衬温度为1481~2000℃,隔热层温度为134~1864℃,壳体温度为134~234℃;喷管中心轴线上各点的温度开始时急剧增加,20 s后基本保持不变,从喷管出口到喷管入口,沿喷管中心轴线温度逐渐增加;喷管壳体表面温度随工作时间增加而增加,随离喷管出口的距离增加先增加而后逐渐降低;喷管喉部壳体表面温度最高,达220℃左右;推进剂燃温增加,喷管金属壳体表面温度呈线性增加;换热系数增加,金属壳体表面温度近似线性降低;燃烧室压强变化对金属壳体表面温度影响不大;隔热材料EPDM、5-Ⅲ和GFM降低金属壳体表面温度的效果突出。选用合适的隔热材料,做好喷管喉部位置的热防护是降低喷管壳体表面温度的有效方法。发动机试车结果与仿真结果吻合,验证了仿真分析方法的正确性。该瞬态流-固-热耦合一体化一步分析法,克服了过去流-固-热耦合方法步骤多、绝热假设不符合实际情况的局限性,可为合理设计固体发动机喷管、控制喷管温度提供依据。