超细铝粉在ap_htpb推进剂中的燃烧研究.pdf

1994年12月夏强等:超细铝粉在A p/HT PB推进剂 中的燃烧研究第4期超细铝粉在Ap/ HT PB推进剂中的燃烧研究¹夏强李疏芬王桂兰金乐骥赵秀媛(中国科技大学·安徽合肥,2300 26)(四院四+二所·湖北襄樊,44 100 3)摘要研究了1.2 5召m和小于1月m的超细铭粉 分别在Ap/HT PB系列推进剂中的燃烧特性,并与3 0召m的粗铭粉迸行比较.认为超细铭粉在推进剂燃面上存在着凝聚和直接点火两种现象,这两种现象受氧化剂粒度、含量 和种 类的限制.实验结果表明,在某些配方中超细铭粉的燃烧性能明显优于粗铝粉,在以粗Ap为主的丁羚推进剂中合理使用超细铭粉,可以改善推进剂的燃烧性能,提高推进剂燃速,降低压强指数本研究对于改善推进剂燃烧效率有很重要的现实意义.主题词含铝推进剂超细粉末推进剂燃烧凝聚1前言 铝粉在推进剂燃面上存在 着集 聚、熔联、凝聚现象,凝聚粒径的大小直接 影响 固体火箭发动机的比冲效率〔’).描述 铝粉凝聚 的模型很多,国外 较著名的有cohe n的“口袋模型’‘2〕,从理论上 阐述了氧化剂和 铝粉粒径与凝滴粒 径之间的的关系.Co hc n认为,铝粉和氧化剂粒度不同,使铝粉颗粒间相互接触而熔联 的机会 不 同,导致凝滴大小也不同,同样质量 的铝粉和氧化剂,铝粉粒度减小,铝凝滴增大;Ap粒度减小,由于细Ap有 较好的隔离作用,铝凝滴也将减小.近年来,国 内有关铝粉 的燃烧特性研究 也取得了一定的进展,建立了铝粉燃烧的“海绵模型”和“链反应模型〔’川、·海绵模型”把推进剂看成是填充氧化剂 的海绵休,海绵层 由粘合剂和铝粉组成,铝粉凝聚、点火所需要 的能量 由氧化剂 和粘合剂所组成的双元推进剂提供,模型计算结 果表明,在相同氧化剂粒度情况 下,5#m铝粉 所形成的铝凝滴大于3 0召m粗铝粉的凝滴.国内外理 论和模型均认为细铝粉更易凝聚,但是当铝粉细 到一定的程度(如小于1户m),将存在什么样的规律?尚未见有关资料报导.本文研究了1.2 5料m以及 小 于1”m超细铝粉在推 进剂燃而上 的燃烧行为,并与 3 0召m的粗铝粉进行了比较.认为由于超细铝粉燃烧所需点火能远小于粗铝粉,有部分超细铝粉在燃而 上可以直接以单个颗粒形式点火嫩烧,从而降低了铝粉的凝聚程度,这对于改善推进剂燃烧效率有 很重要 的意义。

2研究内容a.在一单级配40 一的 口的Ap中,基 础配方为HT PB/Ap/A卜1 6/6 9/15,分别用1.2知m和小于毕m超细铝粉全部 取代3 0料m的粗铝粉,比较其燃烧特性的差别.b.在 三 级配Ap中,40一60口/100一14 0口/<180目二3:l :l基础配 方为HT PB/A p/A l二16/6 9/”,分别用1.2知m和小于 如m超细 铝粉全部取代30召m的粗铝粉,比较其燃烧特 性 的差 别.c. 改变铝粉含 量,考察超 细铝粉与粗 铝粉的差别.¹收稿「1期:1994一03一0 8一35一199 4年12月固体火箭技术第4期3样品组成特点 根据研究的目的.分别用小于1”m、1.25“m和30“m三种规格的铝粉组成8种推进剂样品,考察它们的燃烧特性差异,样品组成见表1.表1样品配方样样品编号号饭化剂(Ap) ) )A l l l枯结剂剂含含含t t t较径径含且且粒径/料m m m m m^ ^ ^19 20 9 9 96 9%%%4 0~6 0目目15%%%3 o o o16%%%^ ^ ^19 2 10 0 0 0 0 0 0 0 0

14 4 4I I I I I I IA 19 2 15 5 5单级AP :6 9%%%30 0 057 80.2 2 20.0 8 8 8A A A A A19 216 6 6A I:15%%%

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