基于修正Arrhenius活化能方法的HTPB推进剂贮存寿命预估
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杜永强 ， 郑 坚， 彭 威， 张 晓， 顾 志旭
（ 军械工程学 院 ， 石家庄 ０ ５ ０ ０ ０ ３ ）
摘要： 对Ｈ Ｔ Ｐ Ｂ推进剂 高温加速寿命试验 的老化起 点进行 了修正 ， 并将 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 方程 中活化 能与温度 的 函数 关 系修
正 为多项式形式。通过 ２种 Ｈ Ｔ Ｐ Ｂ推进 剂老化试验数据的 回归结果得到修正 活化 能方 法的老化模型 ， 外推 出 ２ ５℃下 的贮
存 寿命 分别为 １ ２ ． ８ ａ 和ｌ １ ａ ， 与常温 外推试验数据相符 ， 且误差 小于传统 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ方法。 关键词 ： Ｈ Ｔ Ｐ Ｂ推进 剂 ； 活化 能； 修正 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ方程 ； 寿命预估
中图分 类号 ： Ｖ ５ １ ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ２ ７ ９ ３ （ ２ ０ １ ７ ） Ｏ １ － ０ ０ ８ １ — ０ ４
ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ ｅ ｑ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ａ ｓ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ｔ ｏ ｂ ｅ ａ ｐ ｏ ｌ ｙ ｎ ｏ ｍ ｉ ａ １ ． Ｔ ｈ ｅ ａ ｉ ｇ ｎ ｇ ｍｏ ｄｅ ｌ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｍ ｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｎ ｅ ｒ ｙ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｄ ｏ
Ｏ 引言
是老化 温度 的函数 ， 活 化 能和 老 化 温 度存 在 线 性 依 赖
并 提 出 了预估 推进剂 寿命 的四参 数 动力 学模 型 。 复合 固体 推 进 剂 是 固 体 火 箭 发 动 机 的 核 心 ， 开 展 关 系 ， ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 方程的局 限性 ， 通过 复合 固体推进 剂的贮存老化性能和寿命 预估研究 ， 对 陈海建等 分析了传统 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 方 程 的 三参 数公 式 ， 并 于火箭发动机 的使 用性能和安全 可靠性具有 重要意 理论推 导建 立 了基 于 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 方程 以及常温试验外推储存 寿命进 义¨ Ｊ 。 目前 ， 国内外常用研究方法是将高温加速寿命 和传统 Ａ 修正的 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 方程预估精度 试验和 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 方 程结 合 ， 建 立 推进 剂 性 能 变化 的老 行 了比较。结果表明， ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ方 程 中 的活 化 能 化模 型 ， 进而 外 推 出常 温下 推进 剂 的使 用 寿命 。传 统 更 高 。 以上 学 者 都 对 传 统 Ａ
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ７ ６ ７ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ — ２ ７ ９ ３ ． ２ ０ １ ７ ． ０ １ ． ０ １ ４
Ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ ｌ ｉ ｆ ｅ ｐｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＨＴＰＢ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｌ ｌ ａ ｎ ｔ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ
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固 体 火 箭 ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｒｏ ｃ ｋ ｅ ｔ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
基 于修 正 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 活 化 能 方 法 的 ＨＴ Ｐ Ｂ推进 剂 贮 存 寿命 预 估①
杜永强 ， 郑 坚， 彭 威， 张 晓， 顾 志旭
（ 军械工程学 院 ， 石家庄 ０ ５ ０ ０ ０ ３ ）
摘要： 对Ｈ Ｔ Ｐ Ｂ推进剂 高温加速寿命试验 的老化起 点进行 了修正 ， 并将 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 方程 中活化 能与温度 的 函数 关 系修
正 为多项式形式。通过 ２种 Ｈ Ｔ Ｐ Ｂ推进 剂老化试验数据的 回归结果得到修正 活化 能方 法的老化模型 ， 外推 出 ２ ５℃下 的贮
存 寿命 分别为 １ ２ ． ８ ａ 和ｌ １ ａ ， 与常温 外推试验数据相符 ， 且误差 小于传统 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ方法。 关键词 ： Ｈ Ｔ Ｐ Ｂ推进 剂 ； 活化 能； 修正 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ方程 ； 寿命预估
中图分 类号 ： Ｖ ５ １ ２ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ２ ７ ９ ３ （ ２ ０ １ ７ ） Ｏ １ － ０ ０ ８ １ — ０ ４
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Ｏ 引言
是老化 温度 的函数 ， 活 化 能和 老 化 温 度存 在 线 性 依 赖
并 提 出 了预估 推进剂 寿命 的四参 数 动力 学模 型 。 复合 固体 推 进 剂 是 固 体 火 箭 发 动 机 的 核 心 ， 开 展 关 系 ， ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 方程的局 限性 ， 通过 复合 固体推进 剂的贮存老化性能和寿命 预估研究 ， 对 陈海建等 分析了传统 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 方 程 的 三参 数公 式 ， 并 于火箭发动机 的使 用性能和安全 可靠性具有 重要意 理论推 导建 立 了基 于 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 方程 以及常温试验外推储存 寿命进 义¨ Ｊ 。 目前 ， 国内外常用研究方法是将高温加速寿命 和传统 Ａ 修正的 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 方程预估精度 试验和 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 方 程结 合 ， 建 立 推进 剂 性 能 变化 的老 行 了比较。结果表明， ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ方 程 中 的活 化 能 化模 型 ， 进而 外 推 出常 温下 推进 剂 的使 用 寿命 。传 统 更 高 。 以上 学 者 都 对 传 统 Ａ
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． ７ ６ ７ ３ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ — ２ ７ ９ ３ ． ２ ０ １ ７ ． ０ １ ． ０ １ ４
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Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ＨＴ ＰＢ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ Ｕ ａ ｎ ｔ ； ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｎ ｅ ｒ ｙ； ｇ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ； ｓ ｔ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ ｌ ｉ ｆ ｅ ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ
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基 于修 正 Ａ ｒ ｒ ｈ ｅ ｎ ｉ ｕ ｓ 活 化 能 方 法 的 ＨＴ Ｐ Ｂ推进 剂 贮 存 寿命 预 估①