固体推进剂的贮存性能

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固体推进剂的贮存性能

氧气对固体推进剂贮存性能的影响
总结词
氧气是影响固体推进剂贮存性能的重要因素之一。
详细描述
氧气可能导致固体推进剂氧化，引起化学反应和腐蚀，最终导致性能下降。因此，应采取密封措施，减少氧气与固体推进剂的接触，以保持其性能稳定。
其他因素对固体推进剂贮存性能的影响
总结词
除了上述因素外，还有其他多种因素影响固体推进剂的贮存性能。
物理稳定性
固体推进剂应保持其物理稳定性，防止因结晶、相变、聚集等现象影响推进剂的性能。
力学稳定性
在长期贮存过程中，固体推进剂应保持良好的力学性能，如抗拉强度、抗压强度等，以确保在使用时能够正常点火和燃烧。
固体推进剂的吸湿性
吸湿性
固体推进剂容易吸收环境中的水分，导致其性能下降。因此，在贮存过程中应采取措施降低环境湿度，以保持推进剂的性能。
温度对固体推进剂贮存性能的影响
总结词
温度是影响固体推进剂贮存性能的重要因素。
详细描述
高温会导致固体推进剂加速化学反应和分解，缩短其贮存寿命。低温则可能引起推进剂硬化和脆化，使其性能下降。因此，应将固体推进剂贮存在温度适中的环境，避免极端温度的影响。
湿度对固体推进剂贮存性能的影响
总结词
湿度对固体推进剂的贮存性能具有显著影响。
化学反应类型
固体推进剂可能发生的化学反应包括氧化、水解、聚合等，了解这些反应类型有助于采取措施提高推进剂的化学稳定性。
化学稳定性影响因
素
影响固体推进剂化学稳定性的因素包括化学成分、环境温度、氧气浓度等，了解这些因素有助于采取措施提高推进剂的化学稳定性。
03
影响固体推进剂贮存性能的因素
详细描述

固体推进剂的性能参数及其

• （1）通过粘合剂和氧化剂控制燃速 • 粘合剂能改变火焰温度、AP的分解过程、燃烧表面的热平衡、气相反应过程和推进剂燃烧表面的结构，改变粘合剂的种类和用量能有效地改变推进剂的燃速。 • 氧化剂的含量对推进剂的燃速有重要的影响：以AP为基的复合推进剂，氧化剂含量增加燃速也随之增加；以HMX为氧化剂的复合推进剂，随HMX含量的增加燃速增大，压力指数升高（图5.4)。
• 增加催化剂的含量能提高推进剂的燃速，但存在一个饱和量，超过此量，燃速不再明显增加，有时甚至下降。它与氧化剂的粒度和含量有关，氧化剂粒度越细，含量越高，催化剂的饱和量越高；催化剂的粒度越小，比表面积越大，其催化效果越好。 • 在以AP为氧化剂的复合推进剂中，多采用一些无机和有机金属化合物，如氧化铁、亚铬酸铜、二茂铁衍生物作为提高燃速的催化剂。 • 液态二茂铁衍生物如乙基二茂铁、正丁基二茂铁、叔丁基二茂铁等的增速效果优于金属氧化物，因而应用较为普遍，但二茂铁衍生物在推进剂中有缓慢迁移到表面的现象。 • 使用双核二茂铁后，迁移性能有所降低，而且兼具提高燃速和降低压力指数的效果。
• 作为双基推进剂的主要含能成分的硝酸酯，除了作出能量贡献以外，其另一重要作用是将硝化纤维素大分子塑化，使之加工成符合设计要求的推进剂药柱。常用的多元醇硝酸酯包括硝化甘油、硝化二乙二醇、硝化三乙二醇等。 • 由于硝化甘油的性能在许多方面优于其它硝酸酯，所以在双基推进剂中，硝化甘油的应用最为普遍。但是为了获得低温不易晶析的推进剂，往往使用两种硝酸酯的混合物。例如，由NG和BTTN等量组成的混合酯，其冻结温度可降至－40℃ 左右。此外，虽然DINA为一种熔点50℃左右的固体，但在塑化温度下，对硝化棉有良好的塑化能力，使得有溶塑困难的高氮量硝化棉也可制成性能良好的推进剂。

固体推进剂老化过程影响因素及化学反应机理研究进展

装备环境工程第20卷第10期·64·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2023年10月固体推进剂老化过程影响因素及化学反应机理研究进展霍文龙，谢丽娜，孙雪莹，张婷婷，张健，夏德斌，杨玉林，林凯峰*（哈尔滨工业大学化工与化学学院，哈尔滨 150001）摘要：基于固体推进剂的贮存老化，以NEPE推进剂和以HTPB推进剂为代表，综述了近年来固体推进剂老化进程中所受的各种影响因素、作用机制及化学反应机理研究进展。

总结了温湿度、应力和环境气氛为代表的外部环境因素，配方性质、组分变化和添加剂等内部影响因素对推进剂老化及贮存失效期限的影响。

分别从微观和宏观角度出发，分析了内外部各种影响因素加速或减缓固体推进剂老化进程的作用机制。

此外，针对黏合剂、氧化剂、防老剂等化学组分，总结了固体推进剂贮存老化期间发生的氧化交联、分解、降解断链等主要化学反应，并分析了各个反应发生的机理及原因。

最后，展望了未来固体推进剂老化影响因素研究的发展趋势，并为今后固体推进剂老化机理及失效模式研究提供了研究思路。

关键词：固体推进剂；老化过程；影响因素；作用机制；化学反应；机理；失效模式中图分类号：V512 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)10-0064-13DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2023.10.008Affecting Factors and Chemical Reaction Mechanism of CompositeSolid Propellants during the Aging ProcessHUO Wen-long, XIE Li-na, SUN Xue-ying, ZHANG Ting-ting, ZHANG Jian,XIA De-bin, YANG Yu-lin, LIN Kai-feng*(School of Chemistry and Chemical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China)ABSTRACT: Based on storage aging of solid propellants, the research progress of various affecting factors, action mode and chemical reaction mechanism on the aging process of solid propellants in recent years is reviewed with NEPE propellants and HTPB propellants as the representatives. The effects of external environmental factors such as temperature and humidity, stress and ambient atmosphere, formula properties, composition changes and additives on propellant aging and storage failure time are summarized. The mechanism of internal and external factors to accelerate or slow down the aging process of solid propellant is analyzed from micro and macro perspectives. In addition, the oxidative crosslinking, decomposition and chain breaking of chemical components such as adhesives, oxidants and antioxidants during propellant aging are summarized, and the mechanism and reasons of each reaction are analyzed. Finally, the future development trend of the research on the affecting factors of solid propellant aging is prospected, and the research routes for the research on the aging mechanism and failure mode of solid pro-pellant in the future are provided.收稿日期：2023-09-14；修订日期：2023-10-14Received：2023-09-14；Revised：2023-10-14引文格式：霍文龙, 谢丽娜, 孙雪莹, 等. 固体推进剂老化过程影响因素及化学反应机理研究进展[J]. 装备环境工程, 2023, 20(10): 64-76. HUO Wen-long, XIE Li-na, SUN Xue-ying, et al. Affecting Factors and Chemical Reaction Mechanism of Composite Solid Propellants during the Aging Process[J]. Equipment Environmental Engineering, 2023, 20(10): 64-76.*通信作者（Corresponding author）第20卷第10期霍文龙，等：固体推进剂老化过程影响因素及化学反应机理研究进展·65·KEY WORDS: solid propellant; aging process; affecting factors;action mode; chemical reaction; mechanism; failure mode固体推进剂是固体火箭发动机的能源材料，它能够在燃烧过程中快速释放出化学能量，同时产生高温气体产物。

国外固体推进剂装药工艺安全性技术分析

国外固体推进剂装药工艺安全性技术分析随着火箭技术的不断发展，固体推进剂已经成为了高性能火箭的重要组成部分。

固体推进剂的特点是结构简单、具有高能量密度等优点，但是也存在一定的安全隐患。

本文主要针对国外固体推进剂装药工艺的安全性进行技术分析。

一、固体推进剂的危险性固体推进剂的主要成分是含能材料，如硝酸铵、五氧化二磷等，这些物质具有易燃易爆的特性，一旦受到外界刺激就会引发爆炸，造成极大的伤害和财产损失。

固体推进剂在装药过程中也存在一定的危险性。

由于固体推进剂的成形难度较大，装药时需要采用高压下进行，一旦加工操作不当或设备故障，容易引发爆炸事故。

因此，在固体推进剂装药工艺中，必须采取科学的安全措施，防止意外事故的发生。

1. 人员安全在固体推进剂装药工艺中，首先要保证人员安全。

加工过程中必须有技术骨干对操作人员进行严格的技术安全培训，确保所有人员都了解装药的危险性，知道怎样在装药过程中保持自身的安全。

同时，装药现场必须设置合理的安全防护措施，如安全隔离区、报警器等，确保装药过程中任何因素的冲击都不会对人员造成危害。

2. 装药设备的安全装药设备是固体推进剂装药工艺的关键环节，其安全性直接关系到装药过程的安全和成功。

因此，在装药设备选型和设计中，必须注重安全性考虑。

装药设备必须符合国家的安全标准，设备的使用、维护和保养都要有专业技术人员进行。

同时，装药设备的使用过程必须有专业的操作手册，装药人员必须按照操作要求进行操作，确保设备能够正常运行，不会造成装药事故的发生。

3. 固体推进剂的贮存与运输安全固体推进剂装药工艺中还要涉及到固体推进剂的贮存与运输，这也是安全的重点之一。

推进剂的贮存必须在专门的贮存场所进行，贮存场所必须符合国家要求。

在推进剂的贮存过程中，必须严禁使用火种、电烙铁等明火工具，以免造成意外事故。

推进剂的运输也必须严格遵守国家运输规定，运输过程中必须采取科学合理的措施，防止推进剂泄漏，避免对人员造成危害。

复合固体推进剂贮存寿命预估方法

老化实验过程中发现，固体推进剂的凝胶(不溶性粘结剂)在贮存老化期间的含量是持续增加的。

并且提出机械性能与凝胶含量在其老化过程中存在着直接关系，测得机械性能的变化关系式与凝胶含量的变化关系式后，将两式合并以后，可以通过凝胶含量的变化计算得出推进剂在贮存老化后的机械性能数值。

这一方法通过将固体推进剂在贮存老化过程中粘结剂分子的变化与机械性能的变化联系起来，不仅可以直接从现场操作的发动机中获取推进剂，其样品的用量也相对较少，所以凝胶含量法又作为一种无损的药柱检测手段，专门用于阵地使用固体推进剂的贮存寿命预估。

3 活化能法活化能法是固体推进剂贮存寿命预估中一种较为快速的方法，其常用公式为：log ∑=C+303RT·E式中C 代表常数项;E 代表摩尔气体常数(J·K -1·mol -1);T 代表热力学温度;E 为表观活化能(J·mol -1)。

活化能法是利用动态分析法和热分析法等先进的测试方法，用少量的推进剂样品求出在老化反应中固体推进剂的表观活化能E 的数值，再根据加速老化反应在某一温度下的实验数据推算出推进剂的贮存寿命∑。

4 动态粘弹分析法固体推进剂是一种以金属粉末和固体氧化剂作为填料，粘结剂为基体的粘弹材料。

动态粘弹法在很大程度上弥补了应力松弛不足、蠕变以及采用单轴拉伸的测试方法研究固体推进剂贮存老化的问题时，对于样品材料过大而变形导致的化学反应与分子链滑移的物理现象混合在一起的缺陷。

并且该法的优势在于固体推进剂的样品用量少、准确度较高，属于非破坏性试验测试;能够从现场操作的发动机中或贮存现场直接获取，因此，动态粘弹法预估固体推进剂寿命的测试实验中模量的变化能够更加真实、准确的反映出推进剂贮存热氧老化的变化实质。

Husband 用动态粘弹法研究了方胚药样品与火箭发动机中的样品贮存温度T 与动态贮存模量G 和时间的关系，进而推0 引言固体推进剂在航天、航空领域有着广泛的应用。

固体推进剂的贮存性能

• 影响双基或改性双基推进剂性能的化学变化除上述外，还有硝化纤维素的降解、高氯酸铵和硝铵有机氧化剂等的缓慢分解。但其影响通常小于热分解反应。
• （2）延缓化学老化的措施 • 在双基和改性双基推进剂中，加入安定剂吸收第一阶段的产物NO2形成凝聚产物，可阻止NO2进一步反应。 • 常用的安定剂有中定剂、间苯二酚、2－硝基二苯胺、氧化镁等微碱性物质。 • 下面以乙基中定剂(一号中定剂)为例，说明安定剂的作用机理。
• (2)粘合剂的氧化交联 • 氧化交联反应是大多数聚丁二烯型复合推进剂的审重要化学老化反应。这是由于聚丁二烯预聚物主链上含有不饱和乙烯基，其中的双键非常活泼。在外界因素(如氧、热等) 的影响下，形成产生碳一碳交联的自由基，导致推进剂变硬。 • 除空气中的氧外，AP的分解产物HClO3或O能与聚合物的双键发生氧化交联反应。结果使粘合剂的双键数目减少，交联密度增加，最大拉伸应力和模量亦相应增大。 • 氧化交联反应与温度有直接关系，温度愈高，贮存时间愈长，其交联密度、最大拉伸应力亦愈大。 • 重金属离子对粘合剂的氧化交联持别有害。10ppm铁增加到80ppm可因对双键的催化作用增强，而使表面硬度显著增加。
2、复合推进剂的老化
• 复合推进剂中的粘合剂、氧化剂(AP)等组分在贮存过程中的老化情况对推进剂性能变化，特别是对于力学性能变化起很大影响。 • 复合推进剂在贮存过程中发生的化学变化主要是后固化、氧化交联、断链降解和AP的分解。 • 而物理变化则包括吸湿、组分迁移和降解产物的积累等。
• 2.1复合推进剂的化学老化 go • 2.2复合推进剂的物理老化 go
• 固体推进剂良好的贮存性能是指： • 推进剂经长期贮存后，仍能保持满足使用要求的力学性能和弹道性能。 • 多用推进剂使用寿命的长短来评价推进剂贮存性能的优劣。 • 它是由推进剂的老化过程控制的。 • 为了可靠地估算并提高推进剂的使用寿命，评定各种推进剂的贮存性能，就必须研究老化规律，并弄清老化机理。

HTPB推进剂贮存老化建模及寿命预估研究综述

ｏｆＨＴＰＢｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｏｌｉｄｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓｔｏｒａｇｅａｇｉｎｇｍｏｄｅｌａｎｄｌｉｆｅｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｈａｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｉｌｉｔａｒｙａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆｔｈｅｄｏｍｅｓｔｉｃａｎｄｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｒｅｓｅａｒｃｈ
（军械工程学院，河北石家庄０５０００３）
摘要：ＨＴＰＢ复合固体推进剂是火箭发动机的动力之源，其贮存寿命和性能优劣决定了火箭发动机的寿命和作战性能的发挥，因而研究ＨＴＰＢ复合固体推进剂的贮存老化模型及寿命预估具有重要的军事和经济意义。本文对复合固体推进剂贮存老化性能的研究方法进行了介绍，并综述了国内外贮存寿命老化建模的研究进展，针对推进剂实际贮存可能出现的问题对未来贮存寿命预估的发展趋势进行了预测。研究结果表明，现代仪器的运用可以弥补传统仪器在固体推进剂老化性能研究上的不足，但是还存在研究手段单一、测试方法存在误差、没有形成统一的系统等缺点；推进剂的老化过程比较复杂，结构完整性分析和老化试验相结合的方法可以对推进剂贮存性能和寿命预估进行系统性的研究，得到的结果更准确，可靠性更高。分段老化建模作为推进剂寿命预估研究的新方向，具有很大的发展空间。关键词：复合固体推进剂；贮存老化；综述；老化建模；寿命预估中图分类号：Ｖ５１２＋．３文献标志码：Ａ文章编号：１０００－６６１３（２０１６）－ｓ２－０２１９－０６ＤＯＩ：１０．１６０８５／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６６１３．２０１６．ｓ２．０３７
化工进展

固体推进剂多失效模式相关的贮存可靠性评估

张仕念，当详，易宋亚男，李新俊，刘春和
（北京市清河大楼子八，北京１０８）００５
摘要：丁羧（ＴＢ推进剂的自然贮存数据进行分析，用多失效模式相关的可靠性模型，据推进剂的抗拉强度变对ＣＰ）采根化、燃速变化和密度变化导致推进剂失效以及这３种失效模式之间的相关性，对推进剂的贮存可靠性进行了评估，到了得丁羧推进剂可靠寿命约为１０ａ的结论。结果表明，虑失效模式之间的相关性时，考丁羧推进剂的贮存可靠度大于假设失效模式相互独立按串联模型计算的贮存可靠度，小于单一失效模式贮存可靠度的最小值，结果更加合理可信。
关键词：丁羧推进刺；多失效模式；存可靠性；靠寿命贮可中图分类号：５２Ｖ１文献标识码：Ａ文章编号：０６２９（０７０－５５０１０ —７３２０）６０２－４
Ｅｖｌｔｏｎｓｏａｅｒｌａｉｔｆｓｌｒｐｌｎｔａｕａｉｎｏｔｒｇｅｉｂｌｙｏｏｉｐｏｅｌｉｄａｂｓｄｏｏｒｌｔｖａｌｒｏｅａｅｎｃｒｅａｉｅｆｉｅｍｄｓｕ
ｃｎｌａｒｐｌｎａｌｒｎｅｃｒｅａｉｎｍｏｇｆｉｒｄｓｈｅｒｓｌｈｗｔａｅｉｌｉｆＣＰｒｐｌｎｓａａｅｄｔｐｏｅｌｔｆｉｅａｄｔｏｒｌｔｓａｎｌｅｍｏｅ．ＴｅｕｔｓｏｈｔｌｅｌｅｏＴＢｐｏｅｌｔ — ｏａｕｈｏａｕｓｒａｂｆａｉｂｕ０ｙａｓｎｃｎｉｅａｉｎｏｅｃｒｅａｉｎｍｏｇｆｉｒｄｓｔｒｇｅｉｂｌｙｏＴＢｐｏｅｌｎｒａａａ— ｏｔ１ｅｒ．Ｉｏｓｒｔｆｔｏｒｌｔｓａｎｌｅｍｏｅ，ｓａｅｒｌｉｔｆＣＰｒｐｌｔｓｍｏｅｔｎｔｔｌｄｏｈｏａｕｏａｉａｉｈｈｃｃｌｔｄｗｔｅｅｄｌｕｄｒｍｕｕｌｎｅｅｄｎａｌｒｄｓｎｅｓｔａｈｍａｌｓｖｕｎｅｉｇｅｆｉｒｄ，ｕａｅｉｓｒｓｍｏｅｎｅｔａｙｉｄｐｎｅｔｉｅｍｏｅ，ａｄｌｓｎｔｅｓｌｔａｅｕｄｒｓｎｌａｌｅｍｏｅｈｉｌｆｕｈｅｌｕ

固体推进剂贮存寿命非破坏性评估方法(Ⅱ)——动态力学性能主曲线监测法

ＺＨＡＮＧＨａ，ＡＮＧＡｉｍｉＰｏＰ — ｎ，ＥＮＧＳｎｏｇ
（ｓｅｓｅｔｅｔｆｏｉＰｅａｔａｅｎｇｎ，ｈ２ｄＩｓｔｔｏＡｓｓｍｎｎｅｏｌｍｐｌｎ￣ＳｆｔａｄＡｉｇＴｅｎｎｔｕｅｆＣｒＳｄｌｙ４ｉ
Ｎｎｅｔｃｖｓｓｎｐｒａｈｓｏｓｒｇｆｆｏｉｒｐｌｎｓｉ）ｏｄｓｕｔｅａｓｓｔｐｏｃｅｔａｅｌｅｏｌｐｏｅａｔ（ｉｒｉｅｍｅａｔｏｉｓｄｌ
— —
ｍａｔｒｃｒｅｏｙａｃｍｅｈｎｃｌｐｏｅｔｕｖｉａｃｅｈｄｓｅｕｖｆｄｎｍｉｃａｉａｒｐｒｙｓｒｅｌｎｅｍｔｏｌ
ｍｏｕｕｓｔｒｃｒｅｏｔｉｅｒｍｔｒａｓｃｉｅ，ｆａｌｅｒｌｔｎｈｐＷｏｆｍｅ．Ａｎｗｎｎｅｔｃｉｅａｐｏｃｄｌｓｍａｅｕｂａｎｄｆｖｏｍａｅｌｔｔｉｅｍａｈｎｉｌｔｅａｉｓｉａｃｎｉｄｎｙｈｏｓｒｅｏｄｓｒｔｐｒａｈ，ｕｖｗｈｃａｋｓｆｔｅｄｎｍｉｔｒｅｍｏｕｕｓｔｒｃｒｅｔｅｈｔｔｌａｉｎｍｏｕｕｎｔｔｔｅｓＯｅｂｉｉｈｃｎｍａｅｕｅｏｙａｃｓｏａｄｌｓｍａｅｕｏｇｔｔｅｓａｉｒａｔｄｌｓａｄｓａｉｓｓｎｔａｓｈｇｖｃｅｘｏｃｒｈｓ

HTPB推进剂贮存期预估模型研究

ＩｅｔｇｔｏｎｐｅｉｔｏｏｅｏｔｒｇｉｅｏＴＰＢｒｐｌａｓｎｖｓｉａｎｏｒｄｃｎｍｄｌｆｒｓｏａｅｌｆＨｉｉｆｐｏｅｌｎｔ
ＹＮｅ，ＨＡｏｇｊｎＺＡＧＷｅ，ＮｈｎｈａＺｕＡＧＧｎＺＯＹｎ－，ＨＮｉＷＡＧＣｕ —ｕ，ＨＵＨｉｕ
近。考虑到大部分ＨＰＴＢ推进剂的老化机理相似，以该模型具有一定普遍性，所适用于ＩＰ推进剂贮存期的预估。－ＢＩＴ
关键词：ＴＢ推进剂；ＨＰ老化；贮存期；预估中图分类号：５２Ｖ１文献标识码：Ａ文章编号：０－７３２０）４０８－３１６２９（０６０－３００２
ｍｏａ９．Ｔｅｐｅｉｔｄｓｏａｅｌｅｉｌｓｃｕａｕ．ＳｎｅｍｏｔｆｅＨＴＢｐｐｌｔｏｓｓｉｌｒａｉｇｍｅｈｅｈｒｔｎ９％ｈｒｄｃｅｔｒｇｉｓｃｏｅｔａｔａｖｅｉｃｓｔＰｒｅａｓｐｓｅｓｓａｇｎｃ－ｆｏｌｌｏｈｏｎｍｉｎｓａｉｍ，ｔｉｍｏｅａｌｅｕｅｏｐｅｉｔｓｏａｅｌｅｏｌＨＴＢｐｐｌｔ．ｈｓｄｌｃｒｂｓｄｔｒｄｃｔｒｇｉｆａＰｒｅａｓｆｌｏｎＫｅｒｓＨＢｐｐｌｔａｉｇｓｏａｅｌｅｐｄｃｏｙｗｏｄ：ＴＰｒｅａ；ｇｎ；ｔｒｉ；ｒｉｔｎｏｎｇｆｅｉ

固体推进剂的性能参数及其

• （3）在复合推进剂的能量调节中，应注意选择性能良好的氧化剂，采用释放热量高的轻金属粉末以及使用有较高生成焓和可形成低相对分子质量燃气的粘合剂。 • 性能好的氧化剂能提供足够的氧，有尽可能高的生成焓和密度等； • 性能良好的粘合剂必须与氧化剂化学相容，能够包容较大体积分数（90%左右）的固体填料； • 混合操作容易进行，所制得的药浆易于浇注。不同的粘合剂，造成推进剂能量的明显差别。 • 图5.1是以高氯酸铵和铝粉为固体填料（但粘合剂不同）的推进剂的比冲与固体含量的关系。
• （2）质量燃速（um) • 质量燃速是指推进剂燃烧时单位时间、单位面积上固相消失的质量，单位为g/（cm2· s），可表示为 • um=ρ·u (5.7) • 式中： u — 推进剂的质量燃速[g/（cm2· s）]；ρ— 推进剂的密度（g/cm3）。back
• 5燃速压力指数n • 推进剂的燃速除受推进剂的组分、含量以及物理性能的影响之外，还受初温、压力等外界条件的影响。 • 燃速对压力敏感的程度可以从下面不同的燃速表达式中看出。 • u＝u1pn (5.8) • 从理论上讲，燃速系数u1的物理意义是当压力为1 MPa时的燃速。 • 实际上，u1是通过实验数据的处理得到的。
固体推进剂的性能参数及其调节
固体推进剂的主要性能参数
• • • • • • • 1比冲go 2密度比冲go 3特征速度go 4推进剂燃速go 5燃速压力指数ngo 6燃速温度系数go 7 压力温度系数go
• 1比冲 • 在火箭发动机中，单位质量推进剂燃烧时产生的冲量称为推进剂的比冲，以ISP表示为 • ISP＝I/m （5.1) • 式中：I — 火箭发动机的总冲（N·-1）；m — 固体推进剂的 s 总质量（kg）。 • 此外，推进剂的比冲还可以表示为推力F与推进剂燃烧产物的质量流量m*之比，即 • ISP＝F/m* (5.2)

基于凝胶百分数的推进剂贮存寿命及其可靠性分析

中图分类号：Ｔ５０７文献标识码：ＡＱ６．９
ＡｎＡｎｌｓｓｏｒｐｌｎｔｒｇｆｎｌｂｌｙＢａｅｎＧｅｒｃｉｎａｙｉｆｏｅｌｔＳｏａｅＬｉｅａｄＲｅｉｉｔｓｄｏｌａｔｏＰａａｉＦ
２０年第１０７
值的变化速率只受温度影响，与其它因素无关；
（）２高温加速老化过程中推进剂老化性能评定
人为确定性能评定参数的临界值后，将其代入得到的回归模型就可求得平均寿命、上限寿命、下限寿命。需要指出的是对于不同的发动机、不同种类的推进剂，选择的老化性能评定参数可能不同，相应的对临界值的要求也可能不同。
维普资讯
火２Ｏ年０月Ｏ７２
工
品
ＩｍＡＯＳ＆ＰＲＴＣＮＣＮＴＲＹＯＥＨＩＳ
２０年第１Ｏ７期
文章编号：１０．４０（０７１００ —４０３１８２０）０ —０１０
基于凝胶百分数的推进剂贮存寿命及其可靠性分析程大学导弹学院，陕西三原，１８０７３０）
摘要：选择凝胶百分数作为老化性能评定参数，根据凝胶百分数与老化时间的关系，建立了推进剂贮存寿命预估模型；采用ＭｏｔＣｒ法分析了某固体推进剂贮存的寿命及其可靠性问题。ｎａｏｅｌ结果表明：在常温下该推进剂的贮存寿命为５３，可靠度为０３．ａ９．。８关键词：推进剂；凝胶百分数；贮存寿命；可靠性；蒙特卡罗法
ＡｂｔａｔＣｏｓｇｔｅｇｌｒｃｏｓａｖｌａｏａａｔｒｏｇｎｒｐｒ，ａｅｎｔｅｒｌｔｎｂｔｅｅｓｒｃ：ｈｏｉｈｅａｔｎａｎｅａｕｔｎｐｒｍｅｆａｉｇｐｏｅｔｂｓｄｏｅａｏｅｗｅｎｇｌｎｆｉｉｅｙｈｉ

固体推进剂寿命预估研究

156
中国航班
CHINA FLIGHTS
不同发动机的推进剂性能指标不同，所以推进的 A 和
两参数，从而可得到储存温度与
剂预估寿命不是固定的，其随着指标要求而变反应速率的关系。
化。（3）试验周期长，实验工作量较大，需要耗费大量时间成本。[2]
运用最小二乘法可以获得推进剂贮存寿命的表达式：
1.1 通过阿雷乌尼斯（Arrhenius）方程
种模型时，储存寿命预估模型推导方法与指数模型类似。[4]
表达式，形式为：
1.2 修正阿雷乌尼斯（Arrhenius）方程
预估安全贮存寿命
由于传统的 Arrhenius 方程在应用时，前
式中，K 为反应速率常数，单位 s-1；A 指
前因子，单位 s-1；E 指活化能 , 单位
；
因子和活化能与温度无关的假设是不严谨的。通过相关的碰撞理论和试验证明，A 和 T 存在关联。由于当活化能定义为临界能量和分子平
那么传统的阿雷乌尼斯（Arrhenius）方程在预测推进剂贮存寿命的时候，将会存在较大的误差，所以需要对方程修正。
1.2.1 老化起点修正
1.1.2 基本模型依据航天工业部颁布的标准 QJ2328-2005 《复合固体推进剂储存老化试验方法》，复合
选取预估推进剂安全贮存寿命时常用的指
数模固化反应的终点并不是老化终点，因为在
R 是通用气体常数，单位
；T 为绝均能量的差是反应所需能量，且分子平均能量
对温度，单位 K。其意义是在一定温度范围内，与 T 相关，所以可以得出活化能一定与 T 相关。
前因子和活化能可视为恒定值，反应速率随着温度的增加而增加。其物理意义可由碰撞理论 (collision theory) 和活化络合物理论 (activatedcomplex theory) 解释。[3]

固体火箭发动机综述

固体火箭发动机综述
固体火箭发动机（solid rocket motor 简称：SRM）是指使用固体推进剂的化学火箭发动机，又称固体推进剂火箭发动机。

它由药柱、燃烧室、喷管和点火装置等部件组成。

按照燃烧室的结构形式，固体火箭发动机分为整体式固体发动机和分段式固体发动机等类型。

与液体火箭发动机相比较，固体火箭发动机具有结构简单，推进剂密度大，推进剂可以储存在燃烧室中常备待用和操纵方便可靠等优点。

因此，固体火箭发动机主要用作火箭弹，导弹和探空火箭的发动机，以及航天器发射和飞机起飞的助推发动机。

固体火箭发动机的优点包括：结构简单，没有复杂的燃料输送和贮存系统，部件较少，故障率相对较低；贮存和安全性好，固体燃料易于存储，不易泄漏，且具有较好的安全性，适合长期贮存；机动性好，固体火箭发动机推力大，响应速度快，适用于需要快速加速和变轨的场合，如军事导弹；制造工艺相对简单，固体火箭发动机的制造工艺相对简单，成本较低。

固体火箭发动机的缺点包括：比冲较低，固体燃料的能量密度一般低于液体燃料，导致发动机的推力效率较低；燃烧延续时间短，不适用于需要长时间推力的任务；燃料质量大，固体燃料的质量较大，限制了火箭的载荷能力；无法停机，一旦固体火箭发动机点燃，就无法在没有耗尽燃料的情况下停止工作，这对控制火箭的飞行轨迹带来挑战。

每种发动机技术的发展都符合其特定的应用需求和时代背景，随着技术的进步，这些发动机的性能也在不断提升和完善。

我国目前常用火箭推进剂的类型、成分和特点及适用范围

我国目前常用火箭推进剂的类型、成分和特点及适用范围火箭推进剂是火箭发动机的关键组成部分，是用来产生推力以推动火箭运行的燃料。

我国目前常用的火箭推进剂包括固体推进剂、液体推进剂和混合推进剂。

这三种推进剂都有各自独特的成分和特点，并且适用范围也有所不同。

1. 固体推进剂固体推进剂是一种将燃料和氧化剂以固态形式混合在一起的推进剂。

这种推进剂不需要外部提供氧化剂，因为燃料本身就含有氧化剂。

我国常用的固体推进剂包括含有颗粒铝、固体氧化剂和粘结剂的复合材料。

这种推进剂具有结构简单、便于携带和储存的特点，适用于一些短程和中程导弹以及一些小型火箭。

2. 液体推进剂液体推进剂是将燃料和氧化剂分别存储在两个独立的容器中，需要在燃烧前相互混合。

我国常用的液体推进剂包括液氧和煤油、液氢和液氧等。

这种推进剂具有推进剂比冲高、推力可调节的特点，适用于一些需要长时间飞行和对推进力要求较高的任务，比如运载火箭。

3. 混合推进剂混合推进剂是将燃料和氧化剂混合在一起形成可以直接燃烧的混合物。

我国常用的混合推进剂包括液氧和丙烷、液氧和甲烷等。

这种推进剂具有简化结构、操作安全性高的特点，适用于一些需要迅速反应和可控性要求较高的任务，比如火箭的姿态控制系统。

总结回顾：我国目前常用的火箭推进剂类型多样，各具特点，并在不同范围内发挥作用。

固体推进剂适用于短程导弹和小型火箭；液体推进剂适用于长程和对推进力要求高的任务；混合推进剂适用于对反应迅速和可控性要求高的任务。

个人观点和理解：在火箭发动机的研究和发展中，不同的推进剂类型都有着各自的优势和局限性。

进一步深入探讨每种推进剂的燃烧原理、燃烧效率和环境影响，对于火箭技术的进步和完善，具有重要意义。

至此，一篇关于我国目前常用火箭推进剂的深度、广度兼具的文章就完成了。

火箭推进剂是火箭发动机的核心部件，对于火箭的性能和运行起着至关重要的作用。

随着我国航天技术的不断发展和进步，我国对火箭推进剂的研究也在不断深入，不断追求更高的推进效率、更稳定的性能以及更环保的特性。

国外大型固体火箭发动机立式贮存老化研究状况

固体推进剂是发动机结构中对老化最敏感的部
件。在固体火箭发动机储存使用过程中，由于各种因素长期的综合作用，固体推进剂会出现裂纹、脱粘、力学性能下降等老化现象。大型固体火箭发动机在长期立式贮存条件下（如发射井贮存），还会发生变形或下沉，这种过度变形会改变推进剂内孔型面，致使药柱燃面形状变化或阻塞燃气通道，从而导致发动机内弹道性能改变或引起发动机爆炸。因此，大型固体火箭发动机推进剂药柱下沉是设计人员考虑的重要问题。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｇｉｎｇｏｆｓｏｌｉｄｒｏｃｋｅｔｍｏｔｏｒｓｉｓａｋｅｙｉｓｓｕｅｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｉｓｓｉｌｅｓ．Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｆａｉｌｕｒｅｏｆｓｏｌ⁃ ｉｄｒｏｃｋｅｔｍｏｔｏｒ，ｉｎｖｏｌｖｉｎｇｇｒａｉｎｃｒａｃｋｉｎｇｏｒｃａｓｅ⁃ｌｉｎｅｒ⁃ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｄｅ⁃ｂｏｎｄｉｎｇ，ｃａｎｏｃｃｕｒｗｉｔｈｃａｔａｓｔｒｏｐｈｉｃｒｅｓｕｌｔｓ．Ａｉｍｉｎｇａｔｓｏｌｉｄｐｒｏｐｅｌｌａｎｔａｇｉｎｇｉｓｓｕｅｓ，ｔｈｅａｇｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｓｏｌｉｄｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ｔｈｅｎｓｏｍｅｐｈｙｓｉｃａｌ⁃ｃｈｅｍｉｃａｌｆａｃｔｏｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇａｇｉｎｇｗｅｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｏｎｔｈｉｓｂａｓｉｓ，ａｇｉｎｇｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｄａｔａｒｅｑｕｉｒｅｄｆｏｒａｓｓｅｓｓｉｎｇｒｏｃｋｅｔｍｏｔｏｒｓｅｒｖｉｃｅｌｉｆｅｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＳｅｃｏｎｄｌｙｔｈｅｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＭｉｎｕｔｅｍａｎｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｐｒｏｇｒａｍ，ａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｍｐｈａｓｉｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｓｔｍｅｔｈｏｄｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｓｅａｒｃｈｐｅｒｉｏｄ．Ｆｉｎａｌｌｙｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｎｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓｌｕｍｐｏｆｌａｒｇｅｓｏｌ⁃ ｉｄｒｏｃｋｅｔｍｏｔｏｒｓｄｕｒｉｎｇｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｏｒａｇｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｓｔｏｒａｇｅａｎｄｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅｓｏｌｉｄｒｏｃｋｅｔｍｏ⁃ ｔｏｒｉｎｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．

固体推进剂贮存寿命非破坏性评估方法(Ⅲ)——预测残留寿命延寿法

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预测残留寿命延寿法①
张吴，庞爱民，彭松
４ｌ０）４ｏ３
（中国航天科技集团公司四院四十二所固体推进剂安全与贮存性能研究评估中心，襄樊
摘要：力学理论分析入手，从动结合推进剂老化特征参数的研究结果，究了用非破坏性手段预估固体推进剂残留寿研
Ｎｏｄｓｒｃｉｅａｓｓｍｅｔａｐｏｃｅｏｓｏａｅｌｅｎｅｔｕｔｓｅｓｎｐｒａｈｓｔｔｒｇｉｖｆ
ｏｏｄｐｏｅａｔ（ｆｆｒｐｌｎｓｍ）ｓｉｌ
— —
ｒｓｄａｆｒｄｃｉｎｍｅｈｏｅｉｕｌｆｅｐｅｉｔｏｔｄｉ
ｔｐｒｔｅａｄｔｅｒｅａｏｓｉｉｅｕｖｅｔｏｔａｏｅａｔｅｒｉｄｘｏｇｇｔｅｒｔｅ．Ｔｅｒｓｌｈｗｔａｔｅｅｅａｒ，ｉｒｔｎｈｐｓｑｉａｎｔｈｔｆｃｒｆｅｎｅｎａｉｅｍｕｎｈｌｉｌｔｆｏｂｏｈｎｍｐａｒｓｈｕｔｓｏｔｕｅｓｈｈ
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固体推进剂性能与技术

固体推进剂性能与技术
庞爱民
【期刊名称】《含能材料》
【年(卷),期】2022(30)8
【摘要】固体推进剂主要由粘合剂、氧化剂(炸药)、金属燃料、增塑剂及功能助剂等组成,经过特定混合工艺和复杂的物理过程、化学反应等形成,其性能的优劣直接
影响着航天器的效能。

固体推进剂性能主要包括能量、燃烧、工艺、力学、安全、贮存老化等性能。

固体推进剂关键技术主要包括关键原材料设计与制备技术、配方设计与仿真技术、燃烧与能量释放机制、力学与贮存稳定性、工艺扩试与安全控制、衬层界面粘结与绝热层一体化设计等。

新材料、新技术、新工艺的创新发展不断促进固体推进剂技术的进步,不断拓展固体推进剂的功能和应用领域。

高能量、高安全、强适应、低成本、智能化等发展方向需要系统研究固体推进剂基础科学问题和相关机制机理,尤其是燃烧、力学、工艺、贮存老化等关键核心技术的突破,将进一
步推动固体推进剂专业技术领域的发展。

【总页数】1页(PI0002)
【作者】庞爱民
【作者单位】《固体火箭技术》编委会;航天动力技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】V51
【相关文献】
1.固体推进剂药柱的可靠性评估技术
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3.第二届固体推进剂安全技术研讨会暨固体推进剂生产安全协会第四届会员代表大会征文通知〈第一轮〉
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• 第一阶段的分解速度很慢，仅由推进剂组分的分解所引起的推进剂性能变化极微，以致很难被观察到。 • 一般贮存期内，双基和改性双基推进剂处于这一阶段。 • 第二阶段的分解速度具有自动加速的特点。 • 由于第二阶段的放热量大于第一阶段的吸热量，再加上推进剂的导热性差，净放热量往往大于导出的热量，积聚的热量使推进剂温度升高。 • 由于分解反应速度随温度的变化服从阿累尼乌斯定律，温度上升，比反应速度K显著增加。 • 随着反应的进行，热量的积累愈来愈多，以致使推进剂的温度升高并达到自动发火的温度，从而引起推进剂的自燃，甚至导致爆炸。
1.2双基和改性双基推进剂的物理老化
• 推进剂的物理的老化使推进剂中某些组分的物理状态和推进剂的结构发生变化，从而降低推进剂的均匀性，使燃烧性能、力学性能发生变化、严重时推进剂会丧失原来的力学性能。 • 双基和改性双基推进剂在贮存过程中通常会发生以下物理变化：
• (1)汗析 • 双基推进剂（含双基基体）在长期贮存中，硝化甘油可能从推进剂内部渗出到表面，在表面上形成液滴，这种现象称为‘汗析”，又称“渗油”。硝化甘油含量大的推进剂，汗析比较明显。 • 在推进剂中加入部分二硝基甲苯，可以增加硝化纤维素和硝化甘油的结合力，从而减少硝化甘油的汗析。 • 造成汗析的原因除上述配比问题外，还因为温度经常的和大幅度的变化所致。
• 一般说来，抗氧剂可对聚合物贮存期间提供足够的保护。 • 在CTPB和HTPB推进剂中，为保护双键而选择防老剂是十分重要的。 • 胺类防老剂(如防老剂H)比酚类化合物提供更好的表面稳定性。 • 防老剂的作用有二：一方面它能抑制AP的分解；另一方面，防老剂还可与聚合物双键和AP分解产物反应生成的活泼基团反应，生成稳定产物，从而阻碍氧化交联或分子链断裂。
• （3）吸湿 • 推进剂在一定条件下能吸收空气中的水分和保持一定量水分的能力叫做推进剂的吸湿性。 • 双基推进剂的吸湿性较小，这是因为双基推进剂的组分中除硝化纤维素外，其它如硝化甘油、二硝基甲苯、苯二甲酸二丁酯及凡士林等组分的吸湿性均小。 • 双基推进剂的吸湿性主要决定于环境的温度，其经验公式为：
• 推进剂中使用安定剂(防老剂)只能在一段时间内延缓推进剂的自动催化作用，而不能制止推进剂本身的热分解反应。 • 双基和改性双基推进剂在长期贮存过程中进行着缓慢的分解，安定剂也不断地消耗，直到消耗完为止。 • 在安定剂失效后，推进剂的自动催化作用将加速推进剂的分解。 • 一般认为在生成三硝基衍生物之后，推进剂就不能再贮存下去了。 • back
h 0.011 0.3
• 其中：h为双基推进剂的水分含量（%），为空气相对湿度。 • 由此可见，空气的相对湿度愈大，则推进剂的吸湿性也愈大。
• 改性双基推进剂中含有高氯酸铵，它易吸湿，因此改性双基推进剂的吸湿性大于双基推进剂。 • 吸湿性还和推进剂的结构有关，结构致密的推进剂吸湿性小。 • 推进剂吸湿严重时，会使点火困难、燃速减慢。
• 乙基中定剂也可按以下步骤吸收NO2，生成各种比较稳定的衍生物。
• 中定剂能较好地吸收NO和NO2，起到减缓双基推进剂的自动催化作用。 • 但中定剂在高温水解时生成CO2气体，在大型双基推进剂中易产生气泡或造成药柱的破裂。 • 所以，目前国外有些双基推进剂选用2—硝基二苯胺作为安定剂。 • 在改性双基推进剂中，则选用间苯二酚为安定剂。
• 渗出物一般是不可逆的，不会全部再回到推进剂中去。 • 低温下渗出到推进剂表面的硝化甘油，当提高温度时，可以部分重新渗入到推进剂中去，然而不能恢复到原始的组成。 • 微量的渗出物对推进剂的性能影响不大。 • 渗出严重时，会破坏推进剂的结构均匀性、降低推进剂的强度，使推进剂外层的燃速增加。从而，增加发动机内的初始压力峰，改变推进剂的弹道性能。 • 由于硝化甘油渗出到表面，摩擦感度和冲击感度提高，还会增加勤务处理和运输的危险性。
ห้องสมุดไป่ตู้
• 固体推进剂的老化是指在贮存过程中所发生的性能变化的总和。 • 根据影响老化的因素不同，可分为化学老化和物理老化。 • 化学老化是推进剂在正常固化循环完成之后，由化学反应 (如双基推进剂的分解、水解、氧化等；复合推进剂的后固化、氧化交联等)所引起推进剂性能的变化； • 物理老化则是在正常固化循环完成之后，由物理因素(如组分的相变、迁移和应力等)的影响所引起的推进剂性能的变化。 • 在贮存过程中，这两种老化往往是同时发生且又互相影响的。 • 可见固体推进剂的老化是一个复杂的物理、化学过程。 • 推进剂的组成不同，其老化规律和老化机理也不同，从而延缓或防止老化的措施也不相同。
• (2)晶析 • 晶析是固体推进剂中某些固体组分迁移到推进剂表面后重新结晶的过程。 • 双基和改性双基推进剂中一些晶体组份，如二硝基甲苯、中定剂、黑索金、奥克托金等，在贮存过程中随NG渗至表面后，NG逐渐挥发，上述组分则在推进剂表面呈结晶状。 • 在一般双基推进剂中，晶析过程时间较长。 • 经验证明，这类析出对安全使用不会产生严重的后果。 • 硝化二乙醇胺(吉纳)加入到推进剂中，晶析现象比较明显，严重时在推进剂生产出来几小时就在表面出现一层白霜，用显微镜可以看到完整的硝化二乙醇胺的晶型。
2.1 、复合推进剂的化学老化
• 粘合剂是固体推进剂的基体，它在贮存过程中的变化，主要是粘合剂主链和交联点所产生的变化。 • 研究粘合剂老化规律，应首先判定在贮存过程中是否有后固化现象发生及其对以后老化过程的影响。
• (1)推进剂的后固化 • 推进剂的后固化是指在正常固化循环完成之后，由于固化剂自身或与粘合剂分子间的反应而引起推进剂模量增加、延伸率降低的现象。 • 复合推进剂的后固化取决于所用粘合剂预聚物及其固化体系本身的特性、反应能力、相对用量及固化条件等。 • CTPB推进剂的粘合剂是羧基聚丁二烯预聚物，可用氮丙啶类化合物、环氧类化合物等使之固化。在贮存期间、 CTPB推进剂的抗拉强度继续增加，延伸率则降低，但随着贮存时间加长，两者均趋近于某恒定值。这说明推进剂发生了后固化。究其原因是在固化条件下，交联等反应没有反应完全，在贮存过程中，这些反应继续进行。
• (2)粘合剂的氧化交联 • 氧化交联反应是大多数聚丁二烯型复合推进剂的审重要化学老化反应。这是由于聚丁二烯预聚物主链上含有不饱和乙烯基，其中的双键非常活泼。在外界因素(如氧、热等) 的影响下，形成产生碳一碳交联的自由基，导致推进剂变硬。 • 除空气中的氧外，AP的分解产物HClO3或O能与聚合物的双键发生氧化交联反应。结果使粘合剂的双键数目减少，交联密度增加，最大拉伸应力和模量亦相应增大。 • 氧化交联反应与温度有直接关系，温度愈高，贮存时间愈长，其交联密度、最大拉伸应力亦愈大。 • 重金属离子对粘合剂的氧化交联持别有害。10ppm铁增加到80ppm可因对双键的催化作用增强，而使表面硬度显著增加。
• 使用混合的氮丙啶(如BITA和MAPO)或混合环氧化物MAPO作CTPB推进剂的固化剂，从实际上解决了用单一固化剂带来的上述缺点，使推进剂的力学性能在老化时的变化明显减少。这是由于BITA和环氧物固化剂造成的后固化弥补了MAPO中P—N键断裂造成的软化所致。 • CTPB推进剂的后固化随固化剂含量的增加而严重。 • 例如：MAPO和环氧树脂混合固化剂的含量增加40％，推进剂老化后的交联密度由起始值的两倍增加列三倍。究其原因是过量的MAPO和环氧树脂会与高氯酸铵发生键合作用。
• [C6H7O2(ONO2)3]n→nC6H7O2(ONO2)3－q1
• C6H7O2(ONO2)3→RCHO＋H2O＋NO2－q2
• C3H5(ONO2)3→R/CHO＋NO2－q3 • 上述反应都是吸热反应，并放出NO2。
• 第二阶段的反应，是分解产物NO2进一步和其它分解产物或推进剂组分之动的自动催化反应，反应式为 • NO2＋RCHO→NO＋NO2＋H2O＋N2＋……＋Q1 • NO2＋NC→NO＋NO2＋H2O＋RCHO＋……＋Q2 • NO2＋NG→NO＋NO2＋H2O＋RCHO＋……＋Q3 • 这一阶段的反应是放热反应，且Q1＋Q2＋Q3＋……>q1＋ q2＋q3＋……。 • 因此，双基和改性双基推进剂总的分解过程是放热的。
2、复合推进剂的老化
• 复合推进剂中的粘合剂、氧化剂(AP)等组分在贮存过程中的老化情况对推进剂性能变化，特别是对于力学性能变化起很大影响。 • 复合推进剂在贮存过程中发生的化学变化主要是后固化、氧化交联、断链降解和AP的分解。 • 而物理变化则包括吸湿、组分迁移和降解产物的积累等。
• 2.1复合推进剂的化学老化 go • 2.2复合推进剂的物理老化 go
• 固体推进剂良好的贮存性能是指： • 推进剂经长期贮存后，仍能保持满足使用要求的力学性能和弹道性能。 • 多用推进剂使用寿命的长短来评价推进剂贮存性能的优劣。 • 它是由推进剂的老化过程控制的。 • 为了可靠地估算并提高推进剂的使用寿命，评定各种推进剂的贮存性能，就必须研究老化规律，并弄清老化机理。
• (3)粘合剂的降解和水解 • 在加热或水的作用下，粘合剂还会发生断链降解或水解断链。 • 断链可发生在某些固化交联点处，也可能发生在主链某些基团处。 • 如CTPB推进剂有水存在，特别是材料为酸性(推进剂中AP 分解便会产生酸)时，其中的O＝P—N键便发生水解，致使推进剂变软，拉伸强度降低。 • 用亚胺类化合物固化的材料水解迅速，但用环氧化合物固化的材料，未观察到水解现象。 • 用MAPO固化的CTPB推进剂，除水解降解外，P—N链由于热的作用也会断裂。加入防老剂可减缓链断裂速率。
固体推进剂的贮存性能
• 固体推进剂是由大量的高能组分组成的，在长期贮存中，由于组分间的相互作用或与外界环境大气作用，会引起推进剂变质，严重影响其弹道性能和力学性能。 • 在这种情况下，推进剂作为发动机的一个重要结构部件，必然对发动机的使用寿命起极大影响。 • 短期内严重变质的推进剂要立即销毁；装备在武器内势必造成武器的使用期缩短，尤其是大型火箭发动机装药的更换将要付出很大的代价，造成巨大浪费；推进剂在贮存期间，若分解严重，就会自燃或爆炸。 • 所以，加工好的推进剂除要满足能量性能、力学性能和弹道性能等要求外，尚须有良好的贮存性能、以保证固体火箭发动机的结构完整性和使用性能。