推进剂燃速与催化剂影响铝凝聚-燃烧的实验研究
复合固体推进剂燃速催化剂研究进展的探析

复合固体推进剂燃速催化剂研究进展的探析作者:吉志强任曌芝殷传传来源:《中国化工贸易·中旬刊》2018年第10期摘要:在我国航天固体推进剂领域中,催化剂的应用范围是非常广泛的,应用价值是非常高的。
本文对复合固体推进剂燃速催化剂的研究进展进行深入研究,具有重要意义。
关键词:复合固体推进剂;燃速催化剂;研究进展1 引言在我国航天固体推进剂领域中,催化剂的应用价值是非常高、非常广泛的,包括催化燃烧速度、推进剂固化催化等。
其中,推进剂燃烧性能主要包含燃速压强指数和燃速性能。
一般情况下,为使固体火箭发动机推进剂的性能要求得以满足,推进剂的压强指数不应过高,燃速范围应比较宽。
如果推进剂中没有加入催化剂,则其压强指数便会比较高,燃速比较低。
所以,当前专业研究人员亟待解决的一大难题就是要对新型高效的燃速催化剂不断进行深入研究,对推进剂的燃速范围不断进行拓宽,对压强指数不断进行降低。
2 复合固体推进剂燃速催化剂的研究进展2.1 第一发展阶段第一发展阶段,就是指在1990年之前。
在该段发展时期中,经常会运用到的燃速催化剂有过渡金属氟化物、过渡金属氧化物、燃速抑制剂、二茂铁及其衍生物等。
第一,在C-H粘合剂的推进剂内添加过渡金属氟化物,不但能够对压强指数进行有效降低,而且能够对燃速进行有效提高。
第二,过渡金属氧化物。
AP在过渡金属氧化物作用下,得以催化,发生热分解现象,所以CTPB推进剂、HTPB推进剂、PBAA推进剂产生不同程度的催化作用,尤其是Fe2O3能够对燃速效果进行显著提高。
第三,二茂铁及其衍生物。
卡托辛属于一种优良的燃速催化剂,能够对压强指数进行有效降低,对燃速进行有效提高。
将2%的卡托辛加入到丁羟推进剂中,能够有效提高推进剂燃速,GC和卡托辛进行有效组合后,能够对0.354的压强指数进行进一步的降低。
第四,燃速抑制剂。
一些复合固体推进剂内,如果含有AP氧化剂,凡是化合物能够对AP的分解起到一定抑制作用,则便能够对推进剂的燃速起到一定的降低作用。
固体推进剂铝基燃料高效燃烧的研究进展

第36卷2019年增刊上 海 航 天AEROSPACE SHANGHAI固体推进剂铝基燃料高效燃烧的研究进展刘继宁1,李苗苗2,陶 锴1,王 帅1,田玉玉1,徐济进1,宋雪峰1(1.上海交通大学材料科学与工程学院,上海200240;2.上海航天动力技术研究所,浙江湖州313000) 摘 要:铝基燃料作为含能添加剂在固体推进剂中能大幅提升火焰温度,增大发动机比冲,提升推进剂的总体能量。
然而,铝基燃料在燃烧过程中经常出现燃烧不完全、燃烧速率低、点火温度高及团聚等现象,严重影响了燃料的燃烧效率。
从各个维度总结了铝基燃料燃烧的最新研究进展,指出了各因素的作用原理。
介绍了铝基燃料在固体推进剂中的燃烧机理,评述了铝基燃料尺寸、高氯酸铵(AP)颗粒尺寸与级配、表面氟化物包,以及金属氧化物添加剂对铝基燃料燃烧效率的影响。
结果表明:采用铝粉表面改性、调节颗粒尺寸与级配、添加多元氧化剂等能有效提高铝基燃料燃烧效率。
关键词:固体推进剂;铝热剂;氟化物;燃烧效率;点火温度中图分类号:V 512 文献标志码:ADOI:10.19328/j.cnki.1006-1630.2019.S1.001Research Progress on High Combustion Performance ofAluminum Based Fuel in Solid PropellantLIU Jining1,LI Miaomiao2,TAO Kai 1,WANG Shuai 1,TIAN Yuyu1,Xu Jijin1,SONG Xuefeng1(1.School of Materials Science &Engineering,Shanghai Jiaotong University,Shanghai 200240,China;2.Shanghai Space Propulsion Technology Research Institute,Huzhou 313000,Zhejiang,China)Abstract:As an energetic additive in the solid propellant,aluminum based fuel can significantly increase theflame temperature,enhance the engine specific impulse,and improve the overall energy of the propellant.However,aluminum based fuel often suffers from incomplete combustion,low combustion rate,high ignition temperature andheavy agglomeration in the combustion process,which seriously affect the combustion efficiency of aluminum basedfuel.In this paper,the latest research progresses on the combustion efficiency of aluminum based fuel aresummarized from various dimensions,and the function principle of each factor is pointed out.The combustionmechanism of aluminum powder in the propellant is summarized.The effects of aluminum powder size,ammoniumperchlorate(AP)particle size and gradation,fluoride coating and metal oxide additives on the combustion efficiencyof aluminum based fuel are systematically analyzed.Using surface modification of aluminum powder,adjustingparticle size and gradation,and adding multi-component oxidants can effectively improve the combustion efficiencyof aluminum based fuel.Keywords:solid propellant;thermite;fluoride;combustion efficiency;ignition temperature收稿日期:2018-10-16;修回日期:2019-03-06基金项目:国家自然科学基金(51302169);上海航天科技创新基金项目(SAST2017122)作者简介:刘继宁(1993—),男,硕士,主要研究方向为固体推进剂性能。
低铝含量NEPE推进剂燃烧性能研究_李晓萌

低铝含量N EPE 推进剂燃烧性能研究李晓萌,刘云飞,姚维尚,谭惠民(北京理工大学材料科学与工程学院,北京 100081)摘要:研究了铝粉含量为8%的N EPE 推进剂。
采用配浆浇铸法制备推进剂,并用恒压静态燃速仪测试了推进剂的燃烧性能。
考察了N G /D EGDN 的比例、A P 粒度、HM X 粒度对燃速及燃速压力指数的影响。
发现增大N G /D EGDN 的比例、减小A P 粒径或增加细粒度AP 含量,将提高N EP E 推进剂的燃烧速度,压力指数升高;而HM X 粒度降低,N E PE 推进剂燃速降低,压力指数降低;不同来源的PbCO 3对N EPE 推进剂燃烧性能影响很大。
关键词:N EPE 推进剂;粒径;燃烧性能中图分类号:V 512 文献标识码:A 文章编号:1007-7812(2003)02-0050-03Study on Combustion Property of N EPE Propellant with Low Aluminum ContentLI Xiao-meng ,L IU Yun-fei,Y AO W ei-shang ,T AN Hui-min (Beijing Institute o f Techno log y,Beij ing 100081,China )Abstract : The combustio n pro perties o f N EPE pro pella nt with 8%aluminum co ntent w er e studied.It w as observ ed tha t incr easing the ra tio o f N G /D EGDN ,decr easing the pa rticle size o f A P ,and increasing co ntents o f fine par ticle AP a re effectiv e measures to incr ease the burning ra tes of th e pro pella nt.Simultaneo usly,dec reasing the pa rticle size o f HM X can r educe it 's bur ning r ate and pressure ex ponent.PbCO 3synthesized byour selv es can r educe the pressur e ex po ne nt mo r e tha n the bo ug ht o ne .Key words : N EPE pr opellant ;par ticle size ;combustio n pr operty引 言对于战略武器使用的N EPE 推进剂,为提高能量,体系中通常加有10%~20%的铝粉。
固体推进剂铝粉燃烧特性及机理研究进展分析

D oI : 1 0 . 7 6 7 3 / j . i s s n . 1 o o 6 - 2 7 9 3 . 2 0 1 5 . 0 2 . 0 1 5
i n l f u e n c i n g f a c t o r s a n d n e w t e c h n o l o g i e s u s e d t o i mp r o v e c o mb u s t i o n e ic f i e n c y o f lu a mi n u m p o wd e r h a v e b e e n r e v i e w e d i n t h i s p a - p e r . Co n c l u s i o n s s h o w ha t t t h e s u r f a c e c h ra a c t e is r t i c s o f lu a mi n u m p a r t i c l e , mi c r o s t r u c t u r e o f p r o p e l l a n t a n d c o mp o s i t i o n o f g a s e o u s p h se a c o mb u s t i o n p r o d u c t s re a mo s t i mp o r t a n t f a c t o r s wh i c h fe a c t c o mb u s t i o n e ic f i e n c y o f lu a mi n u m p o wd e r . A me l i o r a t i n g lu a mi n u m p a r t i c l e s i z e d i s t i r b u t i o n, a d d i n g mu l t i ・ c o mp o n e n t ll a o y nd a c l a d d i n g lu a mi n u m p o wd e r wi t h p o l y me r s c a r t i mp ov r e t h e c o mb u s t i o n e f -
催化剂降低发射药燃速压力指数的实验研究的开题报告

催化剂降低发射药燃速压力指数的实验研究的开题报告一、研究背景与意义发射药是火箭发动机中的主要推进剂,其燃烧速度是影响火箭推力和能量输出的关键参数。
为了实现高速、高效的火箭升空和飞行,在保证发射药燃烧温度不变的前提下,通常会通过增加燃烧表面积、改变燃烧区域形状等方式来提高燃烧速度。
然而,过快的燃烧速度容易导致发动机动力波动、爆炸等问题,因此在一些特定的应用场景中需要降低发射药的燃烧速度。
传统的做法是通过添加惰性添加剂或者减少氧化剂来实现,但这种方法会降低发动机的燃烧稳定性和能量输出,造成不利的影响。
近年来,越来越多的研究表明,催化剂可以在不改变发射药成分的前提下,降低发射药的燃烧速度。
这种方法具有不影响发动机燃烧稳定性和能量输出的优点,因此受到了广泛的关注。
本研究旨在通过实验研究,探究不同催化剂对发射药燃速压力指数的影响,为发展高效、安全的火箭发动机技术提供理论和实践基础。
二、研究内容和方法本研究将选取常见的几种催化剂,包括铜、银、铝等,通过在不同的发射药中添加不同浓度的催化剂,对其燃烧速度和燃速压力指数进行测试,并对测试结果进行分析和比较,以探究催化剂对发射药燃速压力指数的影响规律。
具体研究方法如下:1、选取常见的几种发射药,包括丙烯酸异丙酯酯型发射药、双二甲肼酯型发射药等,作为研究对象,并评估其燃速压力指数。
2、选取铜、银、铝等几种典型的催化剂,通过不同浓度的添加和混合,制备催化剂加入发射药样品。
3、在同样的实验条件下,对添加了不同催化剂的发射药样品进行燃烧试验,记录燃烧速度和燃速压力指数,并对测试结果进行分析和比较。
4、通过对实验结果的分析和比较,探究催化剂对发射药燃速压力指数的影响规律,并研究其机理和原理。
三、预期效果和意义通过本研究可以探究催化剂对发射药燃速压力指数的影响,为发展高效、安全的火箭发动机提供理论和实践基础。
预计本研究可以达到以下预期效果和意义:1、明确不同催化剂对发射药燃速压力指数的影响规律,为发射药的调控和优化提供理论基础。
复合推进剂中铝粉粒度对分布燃烧响应和粒子阻尼特性影响

复合推进剂中铝粉粒度对分布燃烧响应和粒子阻尼特性影响金秉宁;刘佩进;杜小坤;刘鑫;关昱
【期刊名称】《推进技术》
【年(卷),期】2014(0)12
【摘要】针对不同初始铝粉粒度的含铝复合推进剂,对其燃烧产物粒子阻尼特性和铝粒子分布燃烧响应特性进行了试验研究。
试验结果表明:粒子阻尼的大小取决于流场中的凝相燃烧产物粒径分布和振荡频率,与推进剂中铝粉初始粒度基本无关;粒子阻尼预估方面,采用单一粒径预估的阻尼值与实际测量的阻尼值相比,仍存在一定的误差(>10%),需要进一步改进;分布燃烧响应方面,在同一振荡频率范围内,分布燃烧响应特性与复合推进剂中初始铝粉粒度有关,即初始铝粉粒度越大,在燃烧过程中产生的分布燃烧增益越大,这对于发动机燃烧的稳定性是十分不利的。
【总页数】6页(P1701-1706)
【作者】金秉宁;刘佩进;杜小坤;刘鑫;关昱
【作者单位】西北工业大学燃烧
【正文语种】中文
【中图分类】V512
【相关文献】
1.球形铝粉对低燃速丁羟推进剂燃烧特性的影响
2.铝粉粒度和含量对NEPE推进剂燃烧产物颗粒阻尼的影响
3.Cu2Cr2O5/SiO2复合粒子的制备及对AP复合推进剂
燃烧特性的影响4.铝粉粒度对含铝推进剂燃烧特性的影响5.纳米铝粉和镍粉对复合推进剂燃烧性能的影响
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固体推进剂燃烧过程铝团聚研究进展

固体推进剂燃烧过程铝团聚研究进展
敖文;刘佩进;吕翔;杨文婧
【期刊名称】《宇航学报》
【年(卷),期】2016(037)004
【摘要】综述了固体推进剂燃烧过程铝的团聚和凝相燃烧产物研究进展,对现有
研究中存在的局限性进行了讨论,并分析了未来的研究趋势。
建议未来在以下几个方向开展系统深入的研究,包括高压下固体推进剂燃烧过程铝团聚微观动力学机理,推进剂配方对团聚影响系统性实验研究,团聚模型,铝团聚抑制方法等。
非常规铝粉的使用、对铝表面进行包覆等新型的团聚抑制方法应当予以重点关注。
【总页数】10页(P371-380)
【作者】敖文;刘佩进;吕翔;杨文婧
【作者单位】西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室,西安710072;西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室,西安710072;西北工业大
学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室,西安710072;西北工业大学燃烧、流
动和热结构国家级重点实验室,西安710072
【正文语种】中文
【中图分类】V512
【相关文献】
1.含铝固体推进剂燃烧过程中铝粉团聚现象研究进展 [J], 肖立群;樊学忠;王晗;李
吉桢;唐秋凡
2.铝镁贫氧推进剂中铝颗粒团聚特性 [J], 李连波; 陈雄; 周长省; 朱敏; 赖华锦
3.高铝固体推进剂中氟化物促进铝燃烧研究进展 [J], 唐伟强;杨荣杰;李建民;欧东;霍正
4.固体推进剂中铝颗粒结团过程研究进展 [J], 曹泰岳
5.固体推进剂燃烧过程实时监测与燃速测定系统 [J], 杨荣杰;李玉平;刘云飞;华志春
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含铝固体推进剂燃烧过程中铝粉团聚现象研究进展

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推进剂燃速与催化剂影响铝凝聚-燃烧的实验研究
摘要
本篇文章旨在研究铝凝聚-燃烧反应中推进剂燃速和催化剂的
影响。
为此,我们采用测量铝材料在不同推进剂和催化剂组合下燃烧时间的实验方法,并分析其燃烧特性和可能的反应机制。
结果表明,推进剂燃速对实验后的燃烧性能有显著影响。
抗氧化剂用量增加会提高铝的燃烧时间,而催化剂的用量会缩短燃烧时间。
此外,我们也发现,不同的推进剂和催化剂组合会产生不同的燃烧特性。
关键词:铝凝聚-燃烧反应、推进剂、燃速、催化剂、抗氧化
剂
正文
1. 引言
本文研究了铝凝聚-燃烧反应中推进剂燃速和催化剂的影响。
在实际应用中,推进剂用于加快反应物之间的反应过程,以提高反应速度和效率,而催化剂则可以加速反应物之间的反应速度。
因此,深入了解燃烧反应中推进剂燃速和催化剂的影响,对于开发更具性能及节能效率的反应体系非常重要。
2. 实验方法
为了研究铝凝聚-燃烧反应中推进剂燃速和催化剂的影响,我
们进行了一系列的实验,测量不同推进剂和催化剂组合情况下铝材料的燃烧时间。
推进剂包括二硫化碳(C2S)、硫酸氢铵(NH4HSO4)和硫酸钠(Na2SO3),而催化剂使用甲醛
(CH2O)、氨(NH3)和水(H2O)。
实验样品的重量为2
克,用不同的推进剂添加不同的催化剂,然后加入2克的铝粉,再加入抗氧化剂(α-苯乙烯,α-苯乙烯/噻吩混合物)。
接着,将反应混合物放入反应罐中,并且进行回收的燃烧测试,并测量不同推进剂和催化剂组合下铝粉的燃烧时间。
3. 结果及分析
根据实验结果,发现推进剂燃速对于实验后燃烧性能有显著影响,当推进剂燃速越快时,燃烧时间越短。
此外,结果还表明,抗氧化剂用量增加会增加燃烧时间,而催化剂的用量会缩短燃烧时间。
我们还发现,不同的推进剂和催化剂组合会产生不同的燃烧特性。
4. 结论
本文研究了铝凝聚-燃烧反应中推进剂燃速和催化剂的影响。
结果表明,推进剂燃速对实验后的燃烧性能有显著影响,抗氧化剂用量增加会增加燃烧时间,而催化剂的用量会缩短燃烧时间,此外,不同的推进剂和催化剂组合会产生不同的燃烧特性。
铝凝聚-燃烧反应技术在星火燃料发动机中有很广泛的应用,
如低轨道微卫星飞行器。
因此,了解铝凝聚-燃烧反应中推进
剂燃速和催化剂的影响,对开发具有较高性能和节能效益的反应系统非常重要。
研究表明,推进剂燃速对实验后的燃烧性能有显著影响,因此,在设计铝凝聚-燃烧反应体系时,应考虑到选择不同推进剂燃
速的影响,以便提高系统的燃烧性能。
此外,我们也发现,抗氧化剂和催化剂的用量也可以影响燃烧性能,因此在设计时,应重视抗氧化剂和催化剂对燃烧过程的影响。
另外,研究还发现,不同的推进剂和催化剂组合会产生不同的燃烧特性,因此在设计反应系统时,应根据具体情况选择合适的组合,以保证高效的燃烧性能。
因此,可以看出,了解推进剂燃速和催化剂的影响,对于开发性能更高、节约能源的星火燃料发动机是非常有益的。
除了这些技术外,在设计燃料发动机时,抗氧化剂也非常重要。
抗氧化剂能够防止燃料和燃烧产物在反应过程中的氧化反应,从而延长燃料发动机的使用寿命。
抗氧化剂含量的变化也会影响发动机的燃烧特性,因此在发动机设计时,应该正确选择和调整抗氧化剂的用量,以保证发动机的可靠性、燃烧性能和利用效率。
此外,为了降低星火燃料发动机的燃料消耗率和减少燃料发动机排放物,还必须从多方面考虑燃料发动机的控制技术。
这些技术包括反应体系的内部温度和压力控制;燃料发动机的定位
和推进;控制系统的可靠性;以及控制系统的运行安全性等。
这
些技术都可以有效提高星火燃料发动机的性能和可靠性,减少系统的成本和维护难度,从而实现高效运行。
综上所述,要开发具有较高性能和经济性的星火燃料发动机,必须从多方面考虑:推进剂燃速和催化剂的选择以及抗氧化剂、控制系统等。
为此,我们需要更多更精细的实验来研究影响燃料发动机性能的各种条件,以实现高性能、可靠的星火燃料发动机。
对于星火燃料发动机的设计,动力性能也是一个重要因素。
在充分考虑上述因素的基础上,发动机的动力性能可以根据不同类型的反应系统进行优化。
例如,对于铝凝聚反应体系,可以通过调整燃料分布、改变推进剂添加量以及调整反应温度
等参数来实现。
同时,发动机的设计应考虑在安全性方面的要求,包括避免燃烧爆炸、排出有毒气体等,以保证发动机的安全性。
此外,在发动机设计过程中,也应考虑风阻的影响,以充分利用燃料的能量,并设计出噪声较小的发动机,以减少人们使用时的影响。
总之,星火燃料发动机是一种可靠,高效,节约能源的发动机,能够有效满足宇航航天器的动力需求。
为了实现高性能的星火燃料发动机,我们不仅需要深入研究影响发动机性能的各种因素,还需要不断探索和研究新的技术和方法。
只有理解其特性,探索其特性,才能开发出更有效,可靠,经济和可控的星火燃料发动机。
此外,在开发星火燃料发动机时,还需要考虑其可靠性。
相比传统的燃料发动机,星火燃料发动机需要准确控制燃料和氧气的供应,以保证发动机的正常工作。
为此,我们需要建立一套完善的可靠性体系,确保燃料提供系统和氧气供应系统能够正常工作。
此外,可靠性体系还需要重视控制系统、燃烧室材料的选择以及各种设备的维护等问题,从而确保星火燃料发动机可以持续高效运行。
另外,星火燃料发动机的运行安全性也需要得到充分考虑,以确保星火燃料发动机可以正常运行,没有危险。
首先,发动机应具备良好的防腐蚀性能,其次,要考虑操纵系统的安全,并设计出一套完善的操纵系统,以确保发动机的安全操作;此外,还需要建立控制系统的安全机制,以防止意外危险的发生。
综上所述,星火燃料发动机的开发是复杂的,包括燃料的选择、反应体系的优化、可靠性和安全性等,这些都需要多方面的研
究,以实现高效可靠的发动机。
另外,为了实现更高效的发动机,开发者还应考虑如何减少发动机重量。
星火燃料发动机因为具有高能量密度和体积小,相比传统的发动机,其重量要轻得多,但星火燃料发动机的重量仍然可以进一步减轻。
为此,开发者需要包括轻量材料、低摩擦技术、低损耗技术等,以尽可能减少发动机重量,同时使之不失稳定性和耐久性。
此外,随着新能源的兴起,开发星火燃料发动机的意义和价值也越发显著。
除了能节省能源,还能有效保护环境,减少二氧化碳排放量。
星火燃料发动机是新能源发展的关键,只有开发出高效、可靠、经济且安全可控的星火燃料发动机,才能实现新能源的发展。
因此,开发星火燃料发动机的意义不言而喻,未来的发动机研究必将成为新能源发展的一个关键方面。
对于星火燃料发动机的开发,还需要从宏观的角度进行考虑,即制定应用星火燃料发动机的技术方案,以适应各种不同的应用场景。
为此,我们需要从长远的角度来考虑星火燃料发动机的开发,将其开发的成果应用到各种应用场景中,从而实现轻量化、高效化和安全性的综合提升,带来更大的价值。
此外,随着星火燃料发动机开发的不断深入,人们对影响发动机性能的各种因素也有了更深刻的理解,这也给星火燃料发动机的开发带来了新的机遇。
一方面,新的技术和新的发动机模型被不断开发出来,另一方面,发动机的控制技术也得到了极大的改进,其运行精度和控制精度均得到了很大的提高,使得星火燃料发动机更加高效可靠。