固体推进剂包覆层拉伸性能测试标准比较

包覆层对SZQu推进剂安定性及相容性的影响

包覆层对SZQu推进剂安定性及相容性的影响李晨;路桂娥;江劲勇;葛强;王韶光;贾昊楠【摘要】采用75℃热加速老化试验和气相色谱试验,分别对裸药和带包覆层的SZQu推进剂进行测试,确定了安定性、中定剂质量分数随老化时间的变化规律;在升温速率β=5℃/min的条件下,采用差示扫描量热法(DSC)对老化7、54 d的裸药、包覆层和带包覆层的推进剂进行测试,比较其分解峰温,以分解峰温差值△Tp＜2℃为判据判断两者相容性状况.结果表明,包覆材料对该型双基推进剂贮存安定性影响不显著,推进剂和推进剂与包覆层混合试样的分解峰温介于195～198℃之间,分解峰温的差值小于2℃,包覆层与推进剂相容性良好.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2015(038)006【总页数】4页(P853-856)【关键词】分析化学;双基推进剂;包覆层;贮存安定性;相容性【作者】李晨;路桂娥;江劲勇;葛强;王韶光;贾昊楠【作者单位】军械工程学院,石家庄050003;军械工程学院,石家庄050003;军械技术研究所,石家庄050003;军械工程学院,石家庄050003;军械技术研究所,石家庄050003;军械工程学院,石家庄050003;军械技术研究所,石家庄050003;军械工程学院,石家庄050003;军械技术研究所,石家庄050003;军械工程学院,石家庄050003【正文语种】中文【中图分类】V512SZQu推进剂是近年来国内研制的一种新型双基推进剂，主要装填于某新型弹药增速发动机之中。

这种推进剂燃速较低，推进剂侧面及端面有包覆材料。

包覆层的存在不利于推进剂分解时产生的热量的散失，也不利于推进剂分解生成的酸性气体向外界逸散，酸性气体与热量的积累可能引起自催化反应，导致推进剂质量状况下降[1]。

推进剂中的降速剂聚甲醛在理论上存在着分解释放出甲醛的可能性，甲醛在一定条件下可转化成甲酸[2]，从而导致推进剂安定性加速下降。

由于该型弹药发射过程中，要求推进剂燃烧过程中产生较少的烟雾，以减少对该型弹药发射的影响。

某推进剂用聚氨酯包覆层配方研究及性能测试

ｌ引言
单体异氰酸酯合成的ＰＵ粘接剂和无机填料得到的包
相容性、Ｎ防Ｇ迁移性和阻聚氨酯（ｕ作为固体推进剂药柱的包覆剂… ，Ｐ）是覆层具有良好的力学性能、应用于某固体推进剂药柱的包覆，效果良好。国内外一直研究的热点材料，其粘接力强，与推进剂的燃性等，
较单体二异氰酸酯合成的ＰＵ粘接刑和无机填料得到的包覆层具有良好的力学性能、相客性、Ｎ防Ｇ迁移性和阻燃性等。
研究结果表明，选择ＴＩＤ和液化ＭＤ的比例为７，Ｉ：３联二脲加入量为４％较为适宜。同时，０对力学性能、相客性和阻燃性
ＡｂｔａｔＰｌｉｃａａａｎｅｉｄｂｉｄｅｔｆｏｅｅｄｉｃａａ（Ｄ）ｎｑｅｅｉｈｎｌｅａｅｄｉｙｓｃ：ｏｙｏｙｎｔｗｓｓｔｓｅｙｍｘｓｒｌｎｉｏｙｎｔＴＩａｄｌｕｆｄｄｐｅｙｍｔｎｉｏｒｓｅｙｈｚｅｅｏｔｕｓｅｉｉｈｓｃａａ（Ｉ，ｅｏｕｅａｅ（Ｕ）ａｈｓｅｗ￥ｆｒｅｓｎｅｉｄａｄｆｌｙｂｕｅ．ａｉＵａｏｅｉｅｓｔｅｉｄｂｎｔＭＤ）ｔｎｐｌｒｔｎＰｅｈｙｈｄｅｉａｕｔｒｙｔｓｅｎｌｄｂｉｒａＴｋｎＰｄｈｓｙｓｅｙｖｈｈｚｉｅｇｖｈｚ
ｃｓｅ．ｕｓｄ
Ｋｅｏｄ：ｌｅｅｄｉｃａａ（Ｄ）ｌｕｆｄｄｈｎｌｅｈｎｉｏｙｎｔ（Ｉ；ｏｕｅａｅＰ；ｏｔｇｙｗｒｓｔｕｎｉｏｙｔＴＩ；ｑｅｅｉｅｙｔａｅｄｓａａｅＭＤ）ｐｌｒｔｎ（Ｕ）ｃａｎｏｓｎｅｉｉｐｍｉｃｙｈｉ

定应力和拉伸速率对复合固体推进剂反复拉伸试验的影响

定应力和拉伸速率对复合固体推进剂反复拉伸试验的影响曲凯;张旭东;李高春【摘要】In order to obtain fatigue properties of propellant, composite solid propellant cyclic loading experiment was carried out by material testing machine. The influence of the fixed stress and tensile rate on fatigue properties of propellant was mainly studied. Results show that the bigger the fixed stress, the cyclic number was fewer with the same tensile rate. The stress and natural logarithm of the cyclic number accorded with exponent equation. With the same stress, the faster the tensile rate, the easier for the propellant to damage. The acquired fatigue properties of propellant can be used to predict the solid rocket motor life under cyclic loading.%为了获得交变应力作用下推进剂的疲劳性能参数,利用材料试验机对推进剂试件进行了反复拉伸试验,考察了定应力和拉伸速率对推进剂疲劳破坏的影响.结果表明,当拉伸速率一定时,推进剂试件所受的定应力越大,其循环破坏次数越少,而且应力水平和循环破坏次数的自然对数符合指数函数关系；当应力不变时,拉伸速率越快推进剂试件越容易发生破坏.试验所获得的推进剂疲劳性能参数可用于预估固体火箭发动机在交变应力作用下的寿命.【期刊名称】《火炸药学报》【年(卷),期】2011(034)003【总页数】4页(P79-82)【关键词】材料科学;复合固体推进剂;定应力;拉伸速率;循环加载;应力—应变【作者】曲凯;张旭东;李高春【作者单位】海军航空工程学院飞行器工程系,山东烟台264001;海军航空工程学院飞行器工程系,山东烟台264001;海军航空工程学院飞行器工程系,山东烟台264001【正文语种】中文【中图分类】TJ55;V512引言复合固体推进剂作为火箭发动机的重要组成部分,其力学性能直接决定发动机的贮存寿命[1]。

固体火箭发动机故障诊断技术现状及发展思考

固体火箭发动机故障诊断技术现状及发展思考摘要：固体发动机故障诊断技术的发展，其最终目的是为了达到健康监控，增强可靠性。

尽管目前国内外发动机故障诊断方法日益增多，但是仍然需要对发动机故障诊断技术进行深入研究，以提高发动机在各种应用场景和各种载荷环境中的故障诊断能力及有效性。

鉴于此，本文主要分析固体火箭发动机故障诊断技术现状及发展。

关键词：固体火箭；发动机；故障诊断中图分类号：V435 文献标识码：A1、引言按缺陷出现的位置，我们可把固体火箭发动机的缺陷分为燃烧室和喷管两类。

其中燃烧室缺陷又可进一步细分成粘结界面脱粘缺陷与药柱缺陷2类。

粘结界面脱粘缺陷，是危害发动机安全性的元凶。

2、固体火箭发动机的故障分析2.1、粘接界面脱粘缺陷我们可以按粘接界面缺陷划分为如下5种，分别是壳体和绝热层界面脱粘和绝热层和衬层界面脱粘、衬层与推进剂药柱之间的界面脱粘、层间脱粘、层间粘结界面疏松。

其中壳体和绝缘层间界面脱粘多为生产环节绝热层贴片粘接时壳体没有被清洗。

壳体和绝缘层之间粘结失效，直接影响固体火箭发动机正常工作。

同时固化加热加压不合适，粘结剂品质不佳以及贮存老化也可能诱发壳体和绝缘层之间的界面脱粘现象。

技术人员喷涂衬层的过程中，由于绝缘层清洗不完全或者衬层和绝缘层材料的化学相容性较差，均会造成界面脱粘现象的发生，存在绝缘层和衬层界面脱粘现象。

衬层和推进剂药柱之间界面脱落多由储存时老化或者过度应力引起。

层间脱粘主要与绝缘层层次结构比较复杂有关，层次越高，各层粘接牢固度随之下降。

层间粘结界面松散有分层与微孔2种类型。

绝热材料粘接过程中，各层粘接不牢或者固化压力不够都有可能发生界面疏松的现象，从而导致脱粘缺陷。

2.2、药柱缺陷按药柱缺陷轻重，可把这种缺陷划分为下列几种类型：第一，药柱灌注推进剂药浆时，因排气不畅而失效，造成柱内气体残留量大，推进剂固化时产生气孔。

同时如果浇注时药浆温度和芯模温度相差太大，则会在某种程度上对药浆流动性造成影响，从而出现孔洞；另一种是推进剂力学性能较差，拔模时药柱受外界施加拉力及交变温度综合影响而开裂；当推进剂整个浇注结束时，部分异物会不小心掉入未充分凝固的药柱中，最后发生夹杂现象，从而直接影响推进效果；在储存药柱时，因储存管理不到位而造成药柱表面龟裂，拖湿和变形等现象，从而影响药柱表面平整；过长时间的储存或空闲造成限燃层与包覆层脱粘等现象直接影响到发动机功能正常实现。

固体推进剂装药缺陷检测新技术

剖结果证明，采用ｘ射线切向照相技术的检测结果准确可靠，该检测方法能有效控制固体推进剂装药的质量。
关键词：ｘ射线切线；检测；黏接界面；固体推进剂
中图分类号：ＴＪＯ１３文献标识码：Ａ文章编号：１００６— ０７０７（２０１３）１１ —００４１～０４
（西安近代化学研究所，西安７１００６５）
摘要：为实现对推进剂装药包覆层／药柱黏接界面脱黏缺陷的检测，采用Ｘ射线切向照相技术对典型推进剂装药包覆层／药柱黏接界面脱黏或分离的面积性缺陷进行了理论分析与检测试验，提出了适宜的检测条件和检测方法；解
ＡＮｅｗＤｅｆｅｃｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅＳｏｌｉｄＰｒｏｐｅｌｌａｎｔ
ＺＨＡＮＧＬＩ — ｈａｎ，ＣＨＥＮＺｈｉ — ｑｕｎ
（ｘｉ ’ ａｎＭｏｄｅｍＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ ’ ａｎ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）
黏接质量直接影响固体推进剂的工作性能。在固体推进剂装药试制过程中，可能由于黏接面受到污染或黏合面内部的气体未能排出，导致界面黏接力较弱或黏接面分离，形成脱黏缺陷；装药固化时由于推进剂内部材料收缩，可能使黏接
ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｆｏｕｎｄｏｕｔ，ａｎｄｔｈｅｄｅ－ｆｅｅｔａｒｅａｓｕｒｆａｅｅｏｆｔｈｅｉｎｔｅｆａｒｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓｕｒｆａｃｅａｎｄｉｔｓｃｏａｔｉｎｇｏｎｔｙｐｉｃａｌｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｗａｓ

固体推进剂的性能参数及其

2燃烧性能调节（燃速）
• 固体推进剂的燃烧性能是直接影响到火箭发动机弹道性能的重要因素，燃速的高低决定了发动机的工作时间。 • 推进剂燃速受外界压力和温度影响的大小，将直接影响发动机工作性能的稳定性。 • 控制和调节推进剂的燃烧性能对火箭发动机是十分重要的。
• 2.1 双基推进剂及改性双基推进剂燃速的调节 • （1）改变NG的含量和NC的含氮量 • 双基推进剂的燃速随爆热的增加而增大，爆热随硝化甘油的含量、硝化棉含氮量的增加而上升。 • （2）燃速调节剂是改变双基推进剂燃速的主要办法 • 加少量（质量分数为1％～5%）燃速调节剂不改变或较少改变推进剂其它性能，但能大幅度改变推进剂燃速。
N
• 由σp及压力指数可求出πk值，常见推进剂的性能如表5.2所示。
表5.2 某些推进剂的性能
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推进剂的性能调节
• 1能量性能调节 go • 2燃烧性能调节（燃速）go • 3力学性能调节
• （1）调节双基推进剂硝酸酯和硝化纤维素的用量 • 由纤维素经硝酸酯化获得的硝化纤维素的能量高低与生成硝酸酯基的数目有关，一般用氮的质量分数ω（N)表示其酯化度。 • 提高硝化纤维素中N的质量分数，能够增大推进剂的比冲，双基推进剂使用的硝化纤维素中氮的质量分数一般在12.6％以下，过大不容易被溶剂塑化。
图5.1 不同类型粘合剂的比冲与固体含量的关系 1—聚丁二烯；2—聚氨酯；3一硝基增塑剂一聚氨酯；4-NG一聚氨酯； 5一双基粘合剂
• （4）使用高能燃烧剂是提高复合推进剂能量的重要方法。 • 铝、镁、硼、铍之类金属燃料在燃烧中可释放出很高的热量，对提高推进剂的燃温、比冲和特征速度有重要作用，是固体推进剂所希望使用的一类高能燃烧剂。 • 这些轻金属燃料的能量水平顺序为：Be＞B＞A1＞Mg。 • 由于毒性、消耗氧化剂的数量、密度等原因，在推进剂中应用最广泛的为铝粉，也应用铝镁混合燃料。 • 采用AlH3替代Al的推进剂比冲能显著地增加，但因AlH3的稳定性和化学活性妨碍了它在推进剂中的应用。 back

HTPB推进剂低温拉伸压缩力学性能对比

HTPB推进剂低温拉伸/压缩力学性能对比作者：张晓军，常新龙，赖建伟，胡宽， ZHANG Xiao-jun， CHANG Xin-long， LAI Jian-wei， HU Kuan作者单位：第二炮兵工程大学,西安,710025刊名：固体火箭技术英文刊名：Journal of Solid Rocket Technology年，卷(期)：2013,36(6)1.侯林法复合固体推进剂 20092.杨凤林;庞爱民;张小平复合固体推进剂单向拉伸曲线分析[期刊论文]-{H}固体火箭技术 2001(03)3.王玉峰;李高春;刘著卿应变率和加载方式对HTPB推进剂力学性能及耗散特性的影响[期刊论文]-{H}含能材料 2010(04)4.成曙;路廷镇;蔡国飙含Ⅰ型裂纹复合固体推进剂双轴拉伸实验研究[期刊论文]-{H}宇航材料工艺 2007(05)5.Ren Ping;Hou Xiao;He Gao-rang Comparative research of tensile and compressive modulus of composite solid propellant for solid rocket motor[期刊论文]-Journal of Astronautics 2010(10)6.Radun J Some aspects of time-temperature superposition principle applied for predicting mechanical properties of solid rocket propellants 19997.Ho S Y High strain-rate constitutive models for solid rocket propellants[外文期刊] 2002(05)8.强洪夫;曹大志;张亚基于统一强度理论的修正M准则及其在药柱裂纹预测中的应用[期刊论文]-{H}固体火箭技术 2008(04)引用本文格式：张晓军.常新龙.赖建伟.胡宽.ZHANG Xiao-jun.CHANG I Jian-wei.HU Kuan HTPB推进剂低温拉伸/压缩力学性能对比[期刊论文]-固体火箭技术 2013(6)。

Kooij方法预估固体火箭发动机中丁羟包覆层老化寿命

Kooij方法预估固体火箭发动机中丁羟包覆层老化寿命李科;郑坚;支建庄;吴国瑞【摘要】为了准确地预估固体火箭发动机中丁羟包覆层的贮存寿命,开展了50,60,70℃和80℃时的加速老化试验,用对数模型、幂函数模型和指数模型研究了丁羟包覆层的最大延伸率随贮存时间的变化.选取Kooij方程作为丁羟包覆层的老化模型,预估了试样的常温贮存寿命.结果表明,α=0.4时的幂函数模型能描述最大延伸率随时间的变化规律.所得老化反应的表观活化能约为29 kJ·mol-1,远小于60 kJ·mol-1,表示在50～80℃下进行的老化反应易于发生.以最大延伸率下降50％为失效准则,预估丁羟包覆层的常温贮存寿命为15.62年,能满足包覆层的老化性能要求.【期刊名称】《含能材料》【年(卷),期】2018(026)009【总页数】5页(P739-743)【关键词】丁羟包覆层;加速老化试验;Kooij方法;表观活化能;寿命预估【作者】李科;郑坚;支建庄;吴国瑞【作者单位】陆军工程大学石家庄校区,河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区,河北石家庄 050003;陆军工程大学石家庄校区,河北石家庄 050003;63981部队,湖北武汉 432200【正文语种】中文【中图分类】TJ55;V5121 引言丁羟包覆层是在丁羟（端羟基聚丁二烯）橡胶基体加入了耐烧蚀填料等填充剂的高分子复合材料，作为固体火箭发动机中重要的结构组成，其材料必须具有良好的贮存老化性能，以防止包覆层在长期的贮存过程中受应力、辐射、热氧等外界环境载荷的作用而失效，从而导致固体火箭发动机的结构完整性遭到破坏［1-2］。

研究包覆层的老化特性并且准确预估其贮存寿命将为固体发动机的结构完整性评估提供重要的参考，可以避免发动机提前退役造成浪费或过度服役导致危害，具有重要的工程应用价值［3］。

对于橡胶类材料的寿命预估，国内外常用的研究方法是将高温加速老化试验与Arrhenius方程结合，建立材料老化性能变化的模型，并外推贮存温度下的老化寿命［4］。