改性双基推进剂组合装药界面力学性能

２１ ０ １年 第 １ ９卷 第 ３期 （ ８ ２ ０） ２ ７— ９
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王 瑛 ，张 晓宏 ，陈 雪莉 ，谢 五喜 ， 小 龙 付
并记 录推进 剂组 合药柱拉伸后 的断裂位 置 （ 见表 １ 。 ）
３ 实 验 结 果及 讨 论
表 １ 力 学 性 能 测 试 结 果
ＡＢ样 品组合 推进剂 ２ （、０ ｃ ０。 ５ ＝ Ｃ下拉伸 后断裂 位 置 在界 面 ， ４ Ｃ 一 ０ ｑ 下拉 伸 后 断裂 位 置 在 Ｂ推进 剂 ， 断
裂 处距离 界 面 ２～ ５ ｍｍ。 可 见 在 推 进 剂 Ａ、 Ｂ和 界 面
三 个环节 中组 合 药 柱 界 面 的常 温 和 高 温 力 学 性 能 最 弱， 而低 温下 界 面力 学 性 能优 于 Ｂ推 进 剂 。但从 表 １
基 推进 剂组 合药 柱 的界 面 力 学性 能 进 行 了探 索 研 究 ，
的能力 ， 即需要对 火 箭发 动 机 的 能量 输 出方 式进 行 管
理 。 多 级 推 力 发 动 机 设 计 方 案 主 要 包 括 多 级 发 动
以期 为相关 研制 提供 借鉴 。
２ 实 验
２． 推 进 剂 配 方 及 组 合 药 柱 制 备 １
推进 剂组 合装 药界 面力 学 性 能 的 系统 研 究 ， 应 的研 相
１ 引 言
为提 高导 弹的机 动性 、 防能力 和命 中精度 ， 为 突 作
动 力 装 置 的 火 箭 发 动 机 需 要 具 有 推 力 可 控 和 多 次启 动
究方 法也 很不 成熟 ， 实 验着 重 对 改 性 双基 体 系粒 铸 本 工艺 制备 的改性 双基 推进 剂和 浇铸工 艺制 备的改 性双
由 表 １可 见 ， Ａ样 品 在 ２ Ｃ、０ ℃ 、 ４ Ｃ 的 ０ｏ ５ 一 ０ｏ下
抗 拉强 度和伸 长率 均高 于 Ｂ样 品 ， 就 是 说组 成组 合 也 药柱 的两个 单级 推 进 剂 中 Ａ推 进 剂 的 力 性 能 明显
Ｎｏ ｅ： ｔ ， ｈ ｍａ ｉ ｍ ｓｒ ｓ ｏ ｈ ｐｒ ｐ ｌａ ｔ ｔｅ ｘ ｍｕ ｔｅ ｓ ｆ ｔ ｅ ｏ ｅ ｌｎ ；８ ， ｈ ｍａ ｉ ｍ ｔｅ ｘ ｍｕ
４ ． ， 用 Ｉｓ ｏ ５ ５ 材 料 拉 伸 机 进 行 了 初 温 为 １ １采 ３ ｎｔ ｎ ４ ０ ｒ
粘结 工艺直 接影 响粘结 性能 。 目前 国内 尚未 开展 固体
收 稿 日期 ： ０ ０ ０ —２； 回 日期 ： ０ —７ ２ ２ １ —７ ０ 修 ２ １ ０ —７ ０
２ ３ 断 裂 面 形 貌 、 素 分 析 ． 元
化纤 维素 的塑化 均匀 程 度 ， 铸法 制 备 的球 形 药 的 预 浇 塑化 程度及 组分 分布 的均匀 性不 如粒铸 法机 械造粒 工 艺制 备 的药 粒好 ， 因此浇 铸 工 艺 制成 的推 进剂 硝 化 纤 维素 的塑 化均匀 程度 不如 粒铸工 艺 。
（ 安 近 代 化 学研 究 所 ，陕 西 西 安 ７ ０ ６ ） 西 １ ０ ５
摘
一
要 ：为探 究 由不 同 配 方 、 同 工 艺 组 合 制 备 而 成 的 固 体 推 进 剂 组 合 装 药 界 面 的 力 学 性 能 ， 一 定 温 度 下 （ ０ ｏ ５ Ｃ， 不 在 ２ Ｃ， ０ ｃ ４ ℃ ） 采 用 材 料 拉 伸 实 验 机 测 定 了 基 于 ＮＣ Ｎ Ｒ Ｏ ， ／ Ｇ／ ＤＸ改 性 双 基 推 进 剂 体 系 的粒 铸 和 浇 铸 推 进 剂 配 方 及 其 组 合 药 柱 的 抗 拉 强
Ｔ ｂ ｅ １ Ｍ ｅ ｈ ｎｃ ｌ ｒ ｐ ｒ ｅ ｆ ｆ ｒ ｎ ａ ａ ｌ ｃ ａ ｉａ ｏ ｅ ｔ ｓ ｏ ｆ ｅ ｔｓ ｍｐｌｓ ｐ ｉ ｄｉｅ ｅ
３ １ 单级 推进 剂力学 性能 对界面 力学 性能 的影响 ． Ａ Ｂ推进剂 的力学 性能应 包括 Ａ推进 剂力学 性能 、 Ｂ推进剂力 学性能 以及组合 界面的力学性能三个环节 。
用 淤浆浇 铸工 艺浇铸 上另 一种 推进剂 ，０℃ 固化 三天 ７
后脱 模制 备成 推进 剂组合 药柱 。 ２ ２ 抗 拉 强 度 、 长 率 测 定 ． 伸
力 学性 能发生 变化 ， 会 直接 影 响 组 合装 药 结 构 的 完 这
整 性 、 力 和 内 弹 道 等 性 能 的 过 渡 ， 而 影 响 单 室 多 推 推 进
剂 基体 中剥 落 、 离 出来 ， 生 了 比较 严 重 的 脱 湿 现 脱 发
象， 直接 影响 固体 推 进 剂 力学 性 能 的提高 。Ａ样 品 中
Ａ
大 块填料 与粘 合剂 体 系塑 化 得 比较 均 匀 ， 湿 的颗 粒 脱
较 Ｂ样 品 少 得 多 ， 此 力 学 性 能 较 好 。 因
状 态 以及 颗 粒脱 湿 情 况也 与 Ｂ推 进 剂 一 致 。至 此 可 以得 出 ： 组合 推 进 剂界 面是 一 层 很 薄 的｛ 昆合 区 ， 力 其 学 性能 与单 级推 进 剂 中力 学 性 能 较 弱 的 Ｂ推 进 剂 相 当， 组合 推进 剂样 品拉 伸后 肉 眼观 察 到 的界 面处 的断 裂 实际上 是单 级 推 进 剂 中力 学 性 能 相 对 较 弱 的 Ｂ推
改性 双 基 推 进 剂组 合 装 药 界 面 力 学性 能
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文 章 编 号 ： ０ ６ ９ ４ （ ０ ） ３ ）８ －４ １ ０ — ９ １ ２ １ ０ ￣ ２ ７０ １
改性双 基 推进 剂 组合 装药 界 面 力 学性 能
王 瑛， 宏， 莉， 张晓 陈雪 谢五喜， 付小龙
基 金项 目 ：国 防科 技 工 业 基 础 产 品 创 新 计 划火 炸 药 科 研 专 项 作 者 简 介 ：王瑛 （ ７ １ １一） 女 ， 级 工 程 师 ， 究 领 域 为 固 体 推 进 剂 性 ９ ， 高 研
２ Ｃ、０ 。 Ｏ。 ５ Ｃ和 一４ ｊ 件 下 拉 伸 实 验 ， 伸 速 度 ０ｃ Ｃ条 拉 １ ０ ｍｍ ・ ｎ Ｏ ｍｉ～。实验分别测定 了两种 推进 剂 及推 进
机和单 室多 推力 两种 ， 其 是单 室 多 推 力发 动 机 技 术 尤 以其结 构简单 、 推力 调节 方便 、 发动 机综 合性 能优 良等 优 势 已经 开始在 火箭 弹及 战术导 弹 中得 到了应 用 。
单室 多推力 发动 机利用 一 台发动 机 ， 填药 型 、 装 能 量 或 燃 速 不 同 的 推 进 剂 组 合 装 药 就 可 实 现 导 弹 的 发
优 于 Ｂ推进 剂 。分析认 为 ： 两种 推进 剂配方 主组 分相 同， 仅催 化剂 品种 、 量 不 同 ， 含 力学 性 能 的差 异 主要 与
工 艺 过 程 有 关 。 改 性 双 基 推 进 剂 的 力 学 性 能 取 决 于 硝
ｅ ｏ ｇ ｔ ｎ ｏ ｈ ｐｅ ｌ ｎ ． ｌ ｎ ａ ｉ ｆｔ ｅ ｐｒ ｏ ｏ ｌ ｔ ａ
化 成 型 后 将 其 一 端 面 用 中 粗 粒 度 的 砂 纸 打 磨 ， 后 采 然
射 、 速 、 航 、 速等 功能 。按照 总体技 术 指标 ， 室 增 续 加 单
多 推 力 发 动 机 可 由 不 同 燃 速 、 同 药 型 、 至 不 同工 艺 不 甚 的 推 进 剂 药 柱 组 合 而 成 。 组 成 组 合 装 药 的 两 种 推 进 剂 组 分 在 界 面 之 间 的 运 动 和 相 互 作 用 ， 致 此 界 面 处 的 导
学性 能 的影 响非 常 小 ， 合装 药 力 学性 能 由力 学 性 能相 对 较 弱 的 一 级 推 进 剂 决 定 ；另 外 ， 进 剂 配 方 中 所 含 的 Ａ ， 组 推 ０ 在 界 面 处 形 Ｊ
成 堆 积 ， 对 组 合 药 柱 燃 烧 性 能 ， 其 是 过 渡燃 烧 稳 定性 产 生 的 影 响 有 待进 一 步 研 究 。 其 尤
度 和 伸 长率 ， 利 用 扫 描 电 镜 一 谱联 合 分 析 仪 分 析 了 断 裂 面 的形 貌 及 元 素 分 布 。结 果表 明 ：由粒 铸 工 艺 制 备 的 改 性 双 基 推 进 剂 和 并 能
由 浇铸 工 艺 制 备 的改 性 双 基 推 进 剂 组 合 而 成 的 推 进 剂 组 合 药 柱 问 界 面 的 力 学 性 能 与 浇 铸 推 进 剂 接 近 ， 面 强 度 对 组 合 装 药 整 体 力 界
可 以看 出 ： ２ Ｃ ５ ℃ 下 ， 在 Ｏｑ和 ０ ＡＢ样 品 界 面 抗 拉 强 度
Ｂ
和伸长率 数据 与 Ｂ推 进 剂 相 同条 件 下 的数 据 非 常 接 近， 并且 图 １所 示 Ａ Ｂ样 品拉 伸断 裂 界 面 ５ ０倍 电镜 ０
照片 中固体颗 粒 的大小 、 粒 在 粘 合剂 基 体 上 的分 布 颗
利 用 日本 ＪＭ一８ ０ 扫 描 电 子 显 微 镜 和 牛 津 Ｓ ５０ ＬＮ Ｉ Ｓ能谱仪 联合 分析 系统对拉 伸 断裂 面进行 表 面 Ｉ ＫＳ Ｉ 形貌 和表 面元 素质量分 布 的测定 。结果 见 图 １ 表 ２ 、 。
图 １所 示 为放 大 ５ ０倍 的拉 伸 断 裂 面 扫 描 电 镜 ０
进 剂 的断裂 。
ＡＢ
图 １ 样 品 拉 伸 断 裂 面形 貌 Ｓ Ｍ 照 片 （ Ｏ ｏ ５ ０倍 ） Ｅ ２ Ｃ，０
Ｆｇ １ ｉ ． Ｓ Ｍ ｈ ｔ ｇ ａ ｈ ｆｔ ｎ ｉ ａ ｌ ｒ ｕ ｆ ｃ ｆｄ ｆ ｒ ｎ Ｅ ｐ ｏ ｏ ｒ ｐ ｓ ｏ ｅ ｓｌ ｆ ｉ ｅ ｓ ａ ｅ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｅ ｕ ｒ ｆ
粒铸 推进 剂 和浇铸 推进 剂 配方 ：Ｎ Ｃ＋Ｎ ７ ～ Ｇ４％ ５ ％ ；Ｒ Ｘ ３ ％ ～３ ％ ；燃 速 催 化 剂 （ 盐 、 盐 ） ７ Ｄ ０ ５ 铅 铜 ３ ５ ～ ．％ ； Ｉ ．％ ４ ５ Ａ 及其它助剂 ６ Ｏ ％。两种推进剂配方 差异主要是燃 速催化剂品种及含量不 同， 工艺助剂不同。 采 用粒 铸工艺 先制 备一 种推进 剂 ， Ｏｏ 一 天预 固 ７ 【 ＝