推进剂性能评估及动力学模拟

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HTPB推进剂装药工艺研究及力学性能预测

HTPB推进剂装药工艺研究及力学性能预测1、引言HTPB（羟基终止聚丁二烯）推进剂是一种重要的固体火箭推进剂，具有高能量、高比冲等优点，被广泛应用于航空航天领域。

装药工艺和力学性能的研究对于提高固体火箭发动机的可靠性和性能具有重要意义。

本文旨在探讨HTPB推进剂的装药工艺研究及力学性能预测。

2、装药工艺研究2.1 组分配比HTPB推进剂的组分配比是决定其性能的重要因素之一。

合适的组分配比能够保证推进剂在发动机工作过程中具有较好的燃烧性能和稳定性。

通过实验方法和数值模拟相结合的手段，可以确定最佳的组分配比。

2.2 装药密度控制装药密度是指推进剂在装药过程中在发动机绞盘中所占的体积与实际装药体积之比。

合理的装药密度有助于提高火箭发动机的推力和燃烧效率。

装药密度的控制可以通过调整装药工艺参数，如振实频率、振实时间等，并结合数值模拟进行优化。

3、力学性能预测3.1 燃烧速度预测燃烧速度是评估推进剂燃烧性能的重要指标之一。

根据燃烧过程中的热力学和动力学原理，可以建立数学模型来预测HTPB推进剂的燃烧速度。

该模型可以考虑温度、压力等因素对燃烧速度的影响，从而提高预测的准确性。

3.2 爆轰性能预测爆轰是指推进剂在运行过程中由于某种原因出现剧烈爆炸的现象。

爆轰的发生会对火箭发动机造成巨大破坏，因此需要进行爆轰性能的预测。

通过实验方法和数值模拟，可以对HTPB推进剂的爆轰性能进行评估，从而采取相应的安全措施。

4、结论HTPB推进剂装药工艺研究及力学性能预测对于提高固体火箭发动机的性能和可靠性具有重要意义。

合理的组分配比和装药密度控制可以保证推进剂的燃烧性能和稳定性。

而燃烧速度和爆轰性能的准确预测也能够帮助工程师们采取相应的安全措施。

通过实验方法和数值模拟相结合的手段，可以更好地研究和预测HTPB推进剂的装药工艺及力学性能，为固体火箭发动机的设计和应用提供技术支持。

参考文献：[1] 程志华, 杨鸣涛. 推进剂组分配比的分热值计算方法研究[J]. 固体火箭技术, 2003, 26(4): 336-344.[2] 戴耘, 金洪城, 窦晓东, 等. 体积节流技术在HTPB推进剂装药工艺中的应用[J]. 固体火箭技术, 2017, 40(1): 112-116.。

复合固体推进剂界面多尺度数值模拟研究进展

复合固体推进剂界面多尺度数值模拟研究进展
余天昊;闫亚宾;王晓媛
【期刊名称】《含能材料》
【年(卷),期】2024(32)5
【摘要】固体推进剂界面作为固体发动机结构中力学性质相对薄弱的部分之一,明确其物化性质、损伤演化模式以及脱湿对推进剂结构完整性的影响是极其重要的研究内容。

与实验相比,利用数值模拟能够快速、高效地研究各种界面体系下的不同物化性质,具有较好的应用前景。

从微观尺度分子动力学、细观尺度有限元数值仿真与宏观数值模拟角度出发,综述了复合固体推进剂多种界面力学性质的研究进展,探讨了多尺度下复合固体推进剂界面数值模拟对固体推进剂工程设计的推动作用与目前存在的不足,并展望了未来的发展方向。

【总页数】16页(P554-569)
【作者】余天昊;闫亚宾;王晓媛
【作者单位】华东理工大学机械与动力工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TJ55;V512
【相关文献】
1.复合固体推进剂/衬层粘接界面细观结构数值建模及脱粘过程模拟
2.固体推进剂/衬层粘接界面脱粘失效的数值模拟
3.固体火箭发动机推进剂/衬层/绝热层粘接界面
细观损伤过程数值模拟研究4.固体推进剂损伤多尺度模拟研究进展5.复合固体推进剂损伤行为的多尺度研究进展
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运载火箭发射过程中液体推进剂动态建模方法

运载火箭发射过程中液体推进剂动态建模方法火箭是一种能够将载荷送入空间的飞行器，它的发射过程中离不开推进剂的使用。

液体推进剂是一种常见的推进剂类型，其在发射过程中的动态特性对火箭的飞行轨迹和性能有着重要影响。

因此，准确地建模液体推进剂的动态特性对于火箭设计和控制具有重要意义。

液体推进剂主要由燃料和氧化剂组成，它们在火箭发动机的燃烧过程中发生化学反应，产生高温和高压的气体从喷嘴喷出，产生推力。

为了准确地建模液体推进剂的动态特性，需要考虑燃料和氧化剂之间的化学反应以及在燃烧过程中产生的温度和压力变化。

在液体推进剂的动态建模过程中，可以采用几种常见的方法。

一种常用的方法是基于物理原理的建模。

通过分析液体推进剂中的物质输入、输出和能量转化过程，建立微分方程模型描述液体推进剂的动态特性。

这种方法可以更准确地考虑液体推进剂在燃烧过程中的变化，但需要具备一定的物理和数学建模能力。

另一种常用的方法是基于试验数据的建模。

通过实际的发射试验，采集液体推进剂的温度、压力和流量等参数数据，并根据这些数据进行建模分析。

这种方法相对简单，但需要大量的试验数据来支持建模过程，并且对试验环境和条件有一定的要求。

除了物理原理和试验数据，还可以利用计算方法进行动态建模。

通过计算流体力学（CFD）方法，可以模拟液体推进剂在发动机内的流动过程，从而推导出液体推进剂的动态特性。

这种方法需要进行大量的数值计算，对计算机性能要求较高，但可以较为准确地描述液体推进剂的动态行为。

在建模过程中，还需要考虑到液体推进剂引起的燃烧不稳定性和不均匀性。

液体推进剂在燃烧过程中可能出现剧烈的振荡和温度不均匀现象，这对火箭的稳定性和安全性都有一定的影响。

因此，在建模过程中需要考虑这些不稳定因素，并适当引入补偿控制策略，以保证火箭的安全飞行。

总结起来，准确建模液体推进剂的动态特性对于火箭设计和控制非常重要。

通过物理原理、试验数据和计算方法相结合的方式，可以较为准确地描述液体推进剂在发射过程中的行为。

NEPE推进剂“两段式”老化的动力学研究

ｒｓｌｆｇｉｇｃａａｔｓｉｓｏｏｂｅｂｓｒｐｌｎｓａｄＮＥＥｐｏｅｌｎｓｔｅｔｈｉａｔｏｓｏｃｅｓｎｅｖｃｆｆｅｕｔｏｅｎｈｒｃｅｔｆｕｌａｅｐｏｅｌｔｎＰｒｐｌｔ，ｈｅｎｃｌｓａｉｒｃｄａａｃｍｅｈｄｒｉｒａｉｇｓｒｉｅｌｅｏｆｎｉｔｉｒｐｌｎａｉｃｓｅｙｆｒｅｎｌｚｎｈｔ —ｔｇ —ｔｌ ” ａｅｎｈｒｃｅｉｔｓｈｎｔｅａｅｎｉｅｉｓｐｒｍｅｅｓｈｓｐｏｅｌｔｓｄｓｕｓｄｂｕｔｒａａｙｉｇｔｅ“ ｗｏｓｅｓｙｅｇｉｇｃａａｔｒｉ．Ｔｅｈｇｉｇｋｎｔａａｔｒａｗｈａｓｃｃ
ＡｂｔａｔＴｅｅｅｉｔａｓｇｉｃｎｅｒｄｔｎｏＥＥｐｏｅｌｎｃａｉａｒｐｒｅｅｏｅａｄａｔｒｃｎｕｔｎｏｅｓｒｃ：ｈｒｘｓｓｉｎｆａｔｇａａｉｆＮＰｒｐｌｔｉｄｏａｍｅｈｎｃｌｐｏｅｔｓｂｆｒｎｆｏｓｍｐｉｆｔｉｅｏｈ
常温２时两阶段的老化速率分别为１３０“ｄ和２７１ｄ温度对两个老化阶段都有很大影响，老化第Ⅱ ５℃ ．０×１．５× ０～，但
阶段受温度的影响远大于第１段。阶关键词：ＥＥ推进刑；存性能；ＮＰ贮老化；力学动中图分类号：５２Ｖ１文献标识码：Ａ文章编号：０６２９（０９０－５－４１０－７３２０）ｅｅｐｒｍｅｔｌｃｉａｉｎｅｅｇｏｔｂｌｅｏｓｍｐｉｎａｔｅｆｓｔｇｎｅｒｄｔｎｒａｔｎｏｏ・ｅｕｔｉｄｃｔｄｔｔｈｘｅｉｎａｔｔｎｒｙｆｒａｉｚｒｃｎｕｔｔｈｒｔａｅａｄｄｇａａｉｅｃｉｆｌｓｈａｖｏｓｉｏｉｓｏｏｐ

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

— —
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
ｓｒｓｒｂｅａｅｔｇｔｅｓｒｉｅｌｅｏｒｐｌｔＣｏｖｒｄｉｔｙａｃｓｕ，ａｄｔｅｓｅｓｈｖｍａｋｂｅｅｅｔｔｅｓｐｌｍｆｃｉｅｖｃｆｆｐｅａａｂｃｎｅｔｎｏｄｍｉｓｉｅｎｔｓａｅａｒｏｎｈｉｏｎｎｅｅｎｓｈｒｅｒａｌｆｃｏｅｓｒｉｅｌｅｏｒｐｌａｔｏｄｓｒｃｖｐｒａｈｔｒｄｃｎｅｒｓｄａｉｆｓｌｒｐｌｎｓＷｓａｌｈｄｂ・ｎｔｅｖｃｉｆｏｅｎ．ＡｎｎｅｔｔｅａｐｏｃｏｐｅｉｔｇｔｉｕｌｅｏｏｉｐｅｌｔａｅｔｂｉｅｙＵｈｆｐｕｉｉｈｅｌｆｄｏａｓｓｓｎｅｆｕ－ａａｔｒｄａｉｓｆｒｌｄｔｅｓｉｂｅｃａａｔｒｔａａｅｅｓｈｓｍｅｏａｌｓｄｔｒｌｎｉｆｅｉｇｎｗｒｐｍｅｅｙｍｃｍｕａａｕｔｌｈｒｃｅｉｉｐｒｏｒｎｏｎｈａｓｃｍｔｒ．ＴｉｔｄＣｌｂｕｅｐｏｏｇｌｅｏｔｈｅｏｆｈ

推进剂燃烧反应动力学模拟研究

推进剂燃烧反应动力学模拟研究割舍物质的本质性质，我们身处的世界充满了各种化学反应。

这些反应中，燃烧反应显得尤为重要。

而在许多燃烧反应中，推进剂燃烧反应则是不可或缺的组成部分。

因此，推进剂燃烧反应动力学模拟研究的重要性愈发凸显。

推进剂，作为一类能够在太空中进行推进的化学物质，近些年受到了越来越多的关注。

然而，推进剂燃烧反应的复杂性和危险性也为推进剂的应用带来了许多限制。

因此，对推进剂燃烧反应的动力学过程进行深入研究，无疑具有着至关重要的意义。

在推进剂燃烧反应动力学模拟研究中，首先需要考虑的便是燃烧过程中的热力学参数。

推进剂的燃烧过程产生了大量的热能，这需要我们对燃烧过程中涉及到的各种热力学参数进行深入的研究和分析。

其中，燃气生成速率、燃料质量流速、热释放速率和热传导速率等参数的准确确定，将有助于我们更好地了解推进剂燃烧反应的具体过程。

与此同时，推进剂燃烧反应也涉及到复杂的化学反应机理。

因此，在动力学模拟研究中，必须要考虑到化学反应的速率、反应路径、反应产物等因素的影响。

为了更好地探究这些参数的变化及其对燃烧反应的影响，科学家们还需要开展大量的实验和数值模拟工作，以验证和完善化学反应机理模型。

通过对推进剂燃烧反应动力学模拟研究的深入探究，我们可以为推进剂的应用提供重要的支撑。

例如，我们可以通过模拟和研究推进剂在不同燃气温度下的反应速率，进一步优化推进剂的成分和配方，提高推进剂的推进效率和安全性。

此外，推进剂燃烧反应动力学模拟研究也有望被广泛应用于其他燃烧反应的研究中。

例如，空气净化、废弃物处理等领域都与燃烧反应密切相关。

在这些领域，动力学模拟研究也有望提高反应效率、降低废气排放、提升燃烧产物的利用率等。

综上，推进剂燃烧反应动力学模拟研究的意义重大。

深入探究推进剂燃烧反应过程中的热力学参数和化学反应机理，有助于优化推进剂配方、提高推进效率及其安全性。

同时，这一研究领域还有望为其他燃烧反应领域提供参考和借鉴，从而在全球环境保护和能源可持续发展等方面发挥着重要作用。

高效能固体火箭发动机推进剂设计与性能评估

高效能固体火箭发动机推进剂设计与性能评估1. 引言高效能固体火箭发动机推进剂的设计与性能评估是火箭发动机研究领域的重要课题之一。

固体火箭发动机由于其结构简单、可靠性高、适应性强等优点，在军事、航天等领域得到广泛应用。

推进剂是固体火箭发动机的核心组成部分，其设计与性能评估直接影响到火箭发动机的工作效率和可靠性。

本文将重点探讨高效能固体火箭发动机推进剂设计与性能评估的相关研究内容。

2. 固体火箭推进剂设计原则2.1 安全可靠原则高效能固体火箭推进剂的设计首要原则是安全可靠。

在设计过程中，需要考虑到推进剂在储存、运输和使用过程中可能遇到的各种情况，确保其安全性和稳定性。

2.2 高比冲原则高比冲是衡量固体火箭推进剂工作效率的重要指标之一。

在设计过程中，需要选择具有较高比冲值的化学成分，并优化配方和结构，以提高推进剂的工作效率。

2.3 环境友好原则固体火箭推进剂的设计还需要考虑环境友好性。

在选择化学成分时，需要避免使用对环境有害的物质，减少对大气层和土壤的污染。

3. 高效能固体火箭推进剂设计方法3.1 燃烧特性分析在固体火箭推进剂设计过程中，需要对燃烧特性进行分析。

通过实验和数值模拟等方法，研究推进剂在不同工作条件下的燃烧行为，以确定最佳的化学成分和配方。

3.2 材料选择与工艺优化固体火箭推进剂的材料选择和工艺优化对其性能有着重要影响。

需要选择具有高能量密度、高气密度、高机械强度等特点的材料，并通过优化加工工艺提高其物理性能。

3.3 推进剂结构设计与模拟推进剂结构设计是固体火箭发动机中关键环节之一。

通过模拟计算和实验验证等方法，确定最佳结构参数，并考虑到推进剂在不同状态下可能遇到的应力、温度等因素。

4. 高效能固体火箭推进剂性能评估方法4.1 比冲评估比冲是评估固体火箭推进剂性能的重要指标之一。

通过实验和计算等方法，测量和计算推进剂的比冲值，以评估其工作效率。

4.2 燃烧效率评估燃烧效率是固体火箭推进剂性能的另一个重要指标。

固体推进剂的性能参数及其

2燃烧性能调节（燃速）
• 固体推进剂的燃烧性能是直接影响到火箭发动机弹道性能的重要因素，燃速的高低决定了发动机的工作时间。 • 推进剂燃速受外界压力和温度影响的大小，将直接影响发动机工作性能的稳定性。 • 控制和调节推进剂的燃烧性能对火箭发动机是十分重要的。
• 2.1 双基推进剂及改性双基推进剂燃速的调节 • （1）改变NG的含量和NC的含氮量 • 双基推进剂的燃速随爆热的增加而增大，爆热随硝化甘油的含量、硝化棉含氮量的增加而上升。 • （2）燃速调节剂是改变双基推进剂燃速的主要办法 • 加少量（质量分数为1％～5%）燃速调节剂不改变或较少改变推进剂其它性能，但能大幅度改变推进剂燃速。
N
• 由σp及压力指数可求出πk值，常见推进剂的性能如表5.2所示。
表5.2 某些推进剂的性能
back
推进剂的性能调节
• 1能量性能调节 go • 2燃烧性能调节（燃速）go • 3力学性能调节
• （1）调节双基推进剂硝酸酯和硝化纤维素的用量 • 由纤维素经硝酸酯化获得的硝化纤维素的能量高低与生成硝酸酯基的数目有关，一般用氮的质量分数ω（N)表示其酯化度。 • 提高硝化纤维素中N的质量分数，能够增大推进剂的比冲，双基推进剂使用的硝化纤维素中氮的质量分数一般在12.6％以下，过大不容易被溶剂塑化。
图5.1 不同类型粘合剂的比冲与固体含量的关系 1—聚丁二烯；2—聚氨酯；3一硝基增塑剂一聚氨酯；4-NG一聚氨酯； 5一双基粘合剂
• （4）使用高能燃烧剂是提高复合推进剂能量的重要方法。 • 铝、镁、硼、铍之类金属燃料在燃烧中可释放出很高的热量，对提高推进剂的燃温、比冲和特征速度有重要作用，是固体推进剂所希望使用的一类高能燃烧剂。 • 这些轻金属燃料的能量水平顺序为：Be＞B＞A1＞Mg。 • 由于毒性、消耗氧化剂的数量、密度等原因，在推进剂中应用最广泛的为铝粉，也应用铝镁混合燃料。 • 采用AlH3替代Al的推进剂比冲能显著地增加，但因AlH3的稳定性和化学活性妨碍了它在推进剂中的应用。 back

分子动力学模拟预测功能材料性能

分子动力学模拟预测功能材料性能随着科学技术的不断发展，功能材料在各个领域扮演着重要的角色。

为了提高新材料的开发效率和准确性，科学家们不断寻求新的方法和技术。

分子动力学模拟是一种重要的工具，可以帮助我们预测功能材料的性能。

分子动力学模拟是利用分子和原子之间的相互作用力学进行计算的一种方法。

它可以模拟材料的结构、热力学性质、动态行为等，并通过计算得出关键性能参数。

分子动力学模拟基于牛顿力学和统计力学的基本原理，通过求解物质中原子间的运动方程，模拟材料在不同条件下的行为。

在功能材料的设计和开发过程中，了解材料的结构和性能之间的关系是至关重要的。

通过分子动力学模拟，我们可以研究材料的原子结构、材料的固态特性、热传输性能、材料的力学性质等。

这些信息对于材料的设计和优化具有重要意义。

分子动力学模拟能够提供丰富的信息来预测功能材料的性能。

首先，通过模拟材料的结构，我们可以了解材料的原子间距、键长、晶体结构等。

这些信息对于材料的稳定性和力学性能的研究非常重要。

其次，通过模拟材料的动态行为，我们可以研究材料的热导性能、热膨胀性能等。

这些性能参数对于材料的热管理和热稳定性等方面具有重要意义。

最后，通过模拟材料的力学性质，我们可以研究材料的弹性模量、硬度等。

这些性能参数对于材料的可靠性和耐久性的评估非常重要。

分子动力学模拟在功能材料的研究中有广泛的应用。

例如，在电池材料的研究中，通过模拟电解液和电极材料的相互作用，可以预测电池的性能和寿命。

在材料的光电性能研究中，通过模拟材料的能带结构和电子-空穴对的生成与传输等，可以预测材料的光电转换效率。

在热电材料的研究中，通过模拟材料的热传导行为和电子传输行为等，可以预测材料的热电性能。

然而，分子动力学模拟也存在一些挑战和限制。

首先，模拟精度受限于我们对体系的初始条件和力场参数的准确性。

其次，模拟复杂体系的计算成本较高，限制了模拟的时间尺度和长度尺度。

最后，模拟结果需要进一步与实验结果进行对比和验证，以提高模拟的可靠性和准确性。

关于火箭推进剂的研究报告

关于火箭推进剂的研究报告一、引言火箭推进剂作为火箭发动机的重要组成部分，直接影响着火箭的推力和性能。

近年来，随着航天技术的发展和需求的增加，对火箭推进剂的研究与应用也日益重要。

本报告将就火箭推进剂的类型、性能和应用进行探讨。

二、火箭推进剂的类型1. 固体推进剂：固体推进剂由固体燃料和氧化剂组成，其特点是结构简单、稳定性高，适用于短程火箭和导弹。

固体推进剂的优点是推力大，缺点是无法调节推力大小。

2. 液体推进剂：液体推进剂由液体燃料和液体氧化剂组成，其特点是推力可调节、比冲高，适用于长程火箭和航天器。

液体推进剂的优点是灵活性高，缺点是结构复杂、存储困难。

3. 混合推进剂：混合推进剂由固体燃料和液体氧化剂组成，结合了固体推进剂和液体推进剂的优点，适用于中程火箭和卫星发动机。

混合推进剂的优点是结构简单、易于控制，缺点是推力相对较小。

三、火箭推进剂的性能1. 比冲：比冲是衡量火箭推进剂性能的重要指标，表示单位质量推进剂产生的推力效果。

比冲越高，表示推进剂的能量利用效率越高。

2. 密度：推进剂的密度决定了火箭的质量和体积，密度越大，推进剂所占据的空间越小，有利于提高火箭的有效载荷。

3. 燃烧温度：推进剂的燃烧温度直接影响火箭的推力和喷口速度，温度越高，火箭的推力越大，但也会对发动机材料和结构造成挑战。

四、火箭推进剂的应用1. 载人航天：火箭推进剂在载人航天中起着至关重要的作用，其性能和安全性直接关系到宇航员的生命安全。

因此，对于载人航天任务，需要选择可靠性高、性能稳定的推进剂。

2. 卫星发射：卫星发射是火箭推进剂的主要应用领域之一。

推进剂的性能和效率直接影响卫星的轨道和寿命，因此，在卫星发射任务中，需要选择能够提供足够推力和较长作用时间的推进剂。

3. 探测任务：火箭推进剂也广泛应用于探测任务中，如月球探测、火星探测等。

对于这类任务，推进剂的性能和效率同样非常重要，能够提供足够的推力和速度，确保探测器能够准确抵达目标。

浅谈固体推进剂燃烧催化剂的评判标准

观观点点浅谈固体推进剂燃烧催化剂的评判标准1燃烧催化剂的技术内涵固体推进剂的燃烧性能调节是实现其工程化应用的必要途径。

燃烧催化剂作为固体推进剂的核心功能组分，可在调节固体推进剂燃速，控制能量释放和羽流特征信号等方面起重要作用。

目前，对固体推进剂燃烧催化剂的研究主要包括四方面：一是设计制备新型多功能燃烧催化材料并表征其结构和稳定性；二是评估新型催化剂与推进剂组分的相容性和安定性；三是分析燃烧催化剂对推进剂主要组分的催化热分解动力学及机理；四是探讨催化条件下固体推进剂的燃速压力指数、火焰结构与燃烧波温度的变化规律（Q L Yan ，F Q Zhao ，K K Kuo ，et al.Catalytic effects of nano additives on decomposition and combustion of RDX⁃，HMX⁃，and AP⁃Based energetic compositions ［J ］.Prog Energ Combust Sci ，2016，57：75-136）。

固体推进剂的燃烧催化剂种类繁多，传统复合固体推进剂燃烧催化剂主要是铵盐及有机胺、过渡金属氧化物、过渡金属氟化物、二茂铁及其衍生物、铜盐及其螯合物，燃速通常为10～30mm·s -1，压力指数为0.3～0.5。

双基推进剂常用燃烧催化剂有无机铅、铜氧化物（PbO 和CuO 等）、有机酸的铅铜盐、有机金属配合物（二茂铁、苯二甲酸铅、碳硼烷及其衍生物等）。

其主要作用是使固体推进剂的低压燃速增加，但作用范围有限，且这些惰性燃烧催化剂如果加入量过大会降低能量性能。

为了提高催化效率，降低催化剂的使用量，又发展了多种双金属基多功能燃烧催化剂，其作用效果更加显著，某些双金属多功能燃烧催化剂能使推进剂燃速高达100mm·s -1以上，压力指数降为零，出现压力平台燃烧效应。

这类燃烧催化剂包括金属铅铜双金属配合物、金属铋基双金属配合物、金属锆基双金属配合物、双金属复合氧化物、光吸收型燃烧催化剂等（赵凤起，仪建华，安亭，等，固体推进剂燃烧催化剂［M ］.北京：国防工业出版社，2016：1-25.）。

火箭推进系统动力学特性分析与优化设计

火箭推进系统动力学特性分析与优化设计这些年来，人类对太空探索的热情与日俱增。

火箭作为最主要的太空探索工具，其推进系统的动力学特性至关重要。

本文将就火箭推进系统的动力学特性进行分析，并探讨如何优化设计。

在分析火箭推进系统的动力学特性之前，我们先了解一下推进系统的组成。

火箭推进系统主要由推进剂、燃烧室、喷嘴、涡轮泵和喷气喉等组成。

推进剂通过燃烧室中的燃烧反应产生高温高压的气体，然后通过喷气喉喷出来，从而形成向相反方向的推力。

首先，我们来分析火箭推进系统的动力学特性。

火箭推进系统的动力学特性可以用推力、质量流率和比冲来描述。

推力是衡量火箭引擎输出功率的指标，通常用牛顿（N）作为单位。

质量流率是指每秒钟喷出的质量，通常用千克/秒（kg/s）作为单位。

比冲是衡量推进系统燃料利用效率的指标，它是单位时间内喷出的速度增量与单位时间内燃料消耗的质量之比。

比冲越大，火箭的燃料利用效率越高。

其次，我们来讨论如何优化设计火箭推进系统的动力学特性。

优化设计可以从推进剂、燃烧室、喷嘴和涡轮泵等方面入手。

首先，对于推进剂的选择，我们可以通过研究不同推进剂的化学性质和特性来选择最适合的推进剂。

例如，液体氧和液体氢是一种常用的推进剂组合，因为它们的燃烧反应产生的气体温度高、压力大，能够提供高能量输出。

其次，对于燃烧室的设计，我们可以通过优化燃烧室的几何形状和材料选择来提高燃烧效率和推力。

例如，采用喷射内壁冷却技术可以延长燃烧室的使用寿命，并提高推力。

接下来，对于喷嘴的设计，我们可以通过优化喷嘴的形状来改善喷气流动特性，从而提高推力和效率。

例如，采用扩张喷嘴可以提供更好的推力和更高的比冲。

最后，对于涡轮泵的设计，我们可以通过优化涡轮泵的叶片几何形状和结构材料来提高涡轮泵的效率和可靠性。

例如，采用先进的材料和制造技术可以提高涡轮泵的耐久性和工作效率。

除了以上提到的优化设计，我们还可以考虑其他一些因素，如燃料储存容器的重量、火箭结构的稳定性和抗振能力等。

用详细化学动力学机理模拟固体推进剂组分燃烧的研究进展

固体火箭技术第３卷第５期１
ＪｕｎｌｏｏｉｏｋｔＴｃｎｌｇｏｒａｆｌＲｃｅｅｈｏｏｙＳｄＶｏ．１Ｎｏ５２０１３．０８
用详细化学动力学机理模拟固体推进剂组分燃烧的研究进展 ①
李苗苗宋洪昌汪，，越李凤生程志鹏郭效德，，，
（．１南京理工大学国家特种超细粉体工程技术研究中心，南京２０９；１０４２中国航天科技集团公司四院四十二所，．襄樊４１３０）摘要：对未来固体推进齐燃烧模型的发展趋势，针】综述了近年来国外以详细化学动力学机理为基础建立的固体推进荆
燃烧模型，并介绍了关的理论公式和数值求解方法。模型可计算的燃烧特性参数包括燃速、相压强指数、燃速温度系数、物
种曲线、温度曲线、表面温度和火焰温度等。目前，型已涉及到的物质包括硝胺类（ＤＨＭＣ－０ＨＦ、氮类模ＲＸ，Ｘ，Ｌ２，Ｎ）叠（Ａ，ＡＧＰＢＭＯ，ＭＭＯ）硝酸酯类（Ｇ，Ｃ，ＴＮ，ＭＥＮ，ＥＤ和硝酸盐类（ＤＡ等。模型计算结果表明，测的Ａ、ＮＮＢｒＴＴＤＧＮ）ＡＮ，Ｎ）预燃烧特性值与实验值比较一致，明该机理可预测先进固体推进剂的燃烧特性和指导配方设计。但目前该类模型的主要证局限是凝聚相内化学反应路径和反应速率以及凝聚相初生物种的确定问题。关键词：固体推进荆；燃烧模型；学动力学；化模拟中图分类号：５２Ｖ１文献标识码：Ａ文章编号：０６２９（０８０－８－８１０－７３２０）５０９０４

高效能固体火箭发动机推进剂设计与性能评估

高效能固体火箭发动机推进剂设计与性能评估高效能固体火箭发动机推进剂设计与性能评估引言固体火箭发动机是一种推进剂与氧化剂被固态混合后形成的混合推进剂燃烧产生高温高压气体推进火箭前进的发动机。

相对于液体火箭发动机，固体火箭发动机更加简单、结构更为紧凑，更容易进行长期储存与运输。

因此，在实际应用中，固体火箭发动机在许多场景中得到了广泛使用。

设计原则高效能固体火箭发动机推进剂的设计需要遵循几个关键原则：1. 高能量密度：为了提高火箭的推力，推进剂应具有高能量密度，即单位体积内含有更多的能量。

这可以通过控制固体推进剂的组分以及氧化剂与燃料的混合比例来实现。

2. 稳定性和可储存性：固体火箭发动机在储存和运输过程中需要保持稳定性，以避免固体推进剂的分解、剧烈震荡或泄漏。

因此，推进剂的设计应尽可能具备良好的稳定性和可储存性。

3. 高燃烧效率：固体火箭发动机的燃烧效率直接影响到推进剂的推力性能。

通过优化固体推进剂的化学组分以及火箭发动机的设计，可以实现更高的燃烧效率。

推进剂设计在设计高效能固体火箭发动机的推进剂时，主要有三种类型的化合物可供选择，包括单体、固体推进剂和液体推进剂。

1. 单体推进剂：单体推进剂是由一种可燃气体或液体组成的推进剂。

它具有高能量密度和较好的燃烧性能，但由于单体的易燃和易挥发性，需要注意在储存和运输过程中的安全性。

2. 固体推进剂：固体推进剂是由固态材料和氧化剂组成的推进剂。

固体推进剂具有较高的稳定性和可储存性，但由于密度较低，需要更大的体积来存储，限制了其在一些空间受限的应用中的使用。

3. 液体推进剂：液体推进剂是由一种或多种液体组成的推进剂。

液体推进剂具有较高的能量密度和燃烧效率，但由于需要液体容器来存储，增加了储存和运输的复杂度。

性能评估评估固体火箭发动机推进剂的性能主要包括以下几个方面：1. 推力性能：推力性能是固体火箭发动机最重要的性能指标之一。

通过推力性能的评估，可以了解火箭发动机在不同工况下的推力大小及其变化情况。

固体推进剂低温力学性能的研究进展

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎａｂｏｕｔｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｓｏｌｉｄｐｒｏｐｅｌｌａｎｔａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ
ＰｒｏｇｒｅｓｓｏｆＳｔｕｄｙｏｎＬｏｗＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳｏｌｉｄＰｒｏｐｅｌｌａｎｔ
ＬＡＩＪｉａｎ－ｗｅｉ，ＣＨＡＮＧＸｉｎ — ｌｏｎｇ，ＷＡＮＧＣｈａｏ — ｘｉａ，ＬＯＮＧＢｉｎｇ，ＺＨＡＮＧＹｏｕ－ｈｏｎｇ
（１．ＴｈｅＳｅｃｏｎｄＡｒｔｉｌｌｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ７１００２５，Ｃｈｉｎａ；２．Ｕｎｉｔ９６６３０ｏｆＰＬＡ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０２２０６，Ｃｈｉｎａ）
手段、本构模型、失效准则和配方研究等方面进行
了综述，以期找出今后研究的重点，为固体火箭发动机低温性能和低温复杂条件下结构完整性分析
第３６卷第２期２０１３年４月
火炸药学报
ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｘｐｌｏｓｉｖｅｓ＆Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ

推进剂燃烧特性对火箭推力影响

推进剂燃烧特性对推力影响一、推进剂燃烧特性概述推进剂作为发动机的核心组成部分，其燃烧特性直接影响的推力和性能。

推进剂燃烧特性的研究对于提高发动机效率、优化飞行轨迹以及实现航天任务具有重要意义。

本文将深入探讨推进剂燃烧特性对推力的影响，分析其重要性、影响因素以及改进措施。

1.1 推进剂燃烧特性的定义与分类推进剂燃烧特性是指推进剂在发动机中燃烧时所表现出的物理和化学特性。

根据燃烧方式的不同，推进剂可分为固体推进剂、液体推进剂和混合推进剂三大类。

固体推进剂具有结构简单、易于储存等优点；液体推进剂则具有推力可调、燃烧效率高等特点；混合推进剂结合了固体和液体推进剂的优点，是近年来研究的热点。

1.2 推进剂燃烧特性的关键参数推进剂燃烧特性的关键参数包括燃烧速率、燃烧效率、燃烧稳定性等。

燃烧速率决定了推进剂在单位时间内释放能量的快慢，直接影响的推力大小。

燃烧效率反映了推进剂能量转换为推力的效率，是评价推进剂性能的重要指标。

燃烧稳定性则关系到发动机工作的可靠性和安全性。

1.3 推进剂燃烧特性对推力的影响推进剂燃烧特性对推力的影响主要体现在以下几个方面：燃烧速率的快慢直接影响的瞬时推力；燃烧效率的高低决定了发动机的能量转换效率；燃烧稳定性的好坏关系到发动机的持续工作能力和飞行安全。

二、推进剂燃烧特性的影响因素分析推进剂燃烧特性受多种因素的影响，包括推进剂的化学组成、物理结构、燃烧环境等。

深入分析这些因素对推进剂燃烧特性的影响，有助于优化推进剂设计，提高发动机性能。

2.1 推进剂化学组成的影响推进剂的化学组成是决定其燃烧特性的基础。

不同的化学成分和配比会影响推进剂的燃烧速率、燃烧效率和稳定性。

例如，高能燃料和氧化剂的添加可以提高燃烧速率和效率，但同时也可能降低燃烧稳定性。

2.2 推进剂物理结构的影响推进剂的物理结构，如颗粒大小、孔隙率、密度等，也会影响其燃烧特性。

细小的颗粒可以增加反应表面积，提高燃烧速率；适当的孔隙率有利于氧气的渗透和热量的传递，提高燃烧效率；而高密度的推进剂可以提高能量密度，增加推力。

分子动力学及热分析方法研究CL-20与推进剂主要组分的相互作用

分子动力学及热分析方法研究CL-20与推进剂主要组分的相互作用屈蓓;唐秋凡;李吉祯;樊学忠;张正中【摘要】采用分子动力学模拟(MD)计算与差示扫描量热法(DSC)相结合,研究六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)与推进剂主要组分间的相互作用,用理论键长变化趋势分析实验结果.分子动力学模拟计算键长变化趋势结果表明,CL-20与黑索今(RDX)、奥克托今(HMX)混合体系的引发键N-NO2键最大键长Lmax随温度升高显著的单调递增,且当CL-20与RDX、HMX共混后,键长普遍增大,更容易断裂分解;而CL-20与硝化棉(NC)、硝化甘油(NG)共混后各个键长均与单质状态下存在时的键长相比变化不大,一些键长均小于其单质状态下存在时的键长,推测CL-20与NG、NC键混合后稳定性较好,不易发生键的断裂分解.DSC结果表明,CL-20与RDX和HMX之间在大于156 ℃的较高温度条件下存在强烈的相互作用,CL-20与NG、NC之间没有明显的化学作用.%The interactions between hexanitrohexaazaisowurtzitane (CL-20) and other solid propellant components has been studied by using molecular dynamics simulations (MD) and differential scanning calorimetry (DSC).The experimental results were analyzed in comparison to the theoretical bond length variation tendency.It has been indicated by the MD calculation results that the maximum bond lengths (Lmax) of the N-NO2 trigger bond were increased monotonously with the elevated temperature for both pristine CL-20 and RDX/HMX mixture.Besides,longer bond lengths have been observed when CL-20 was mixed with RDX and HMX,suggesting an easier decomposition reaction.However,little change of the bond lengths occurred when CL-20was mixed with NG/NC,and more importantly,several bonds became shorter.It could be inferred better stability of CL-20 when it was mixed with NG/NC,and it was more difficult to decompose.It's indicated from the DSC results that there were strong interactions between CL-20 and both RDX and HMX,when the temperature was higher than 156 ℃.There were no obvious interactions between CL-20 with NG/NC.【期刊名称】《固体火箭技术》【年(卷),期】2017(040)004【总页数】8页(P476-483)【关键词】分子动力学模拟;六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20);固体推进剂;相互作用【作者】屈蓓;唐秋凡;李吉祯;樊学忠;张正中【作者单位】西安近代化学研究所,西安 710065;西安近代化学研究所,西安710065;西安近代化学研究所,西安 710065;西安近代化学研究所,西安 710065;西安近代化学研究所,西安 710065【正文语种】中文【中图分类】V512六硝基六氮杂异伍兹烷(简称HNIW，俗称CL-20)是具有笼型多环硝胺结构的一种能量水平较高的高能量密度化合物[1-3]，为白色结晶体，以CL-20为含能组分的高能炸药或火药均采用ε-CL-20[4]，其密度可达2.0 g/cm3，氧平衡为-10.95%，标准生成焓约900 kJ/kg，能量输出比HMX高10%～15%[5]。

某型复合固体推进剂-40℃条件下准静态力学性能仿真

导弹武器的生存能力和作战能力。由于复合固体推进剂原
材料易得，安全性能好，力学性能优良，故在火箭导弹等航天技术中的应用较为广泛 … 。复合固体推进剂不但需要有足够的能量特性，还要具备良好的力学性能。固体推进剂的力学性能是指其本身在各种载荷作用下发生变形和破坏的
，
杨月诚，：等某型复合固体推进剂一０条件下准静态力学性能仿真４
—
３
４ ℃条件下某复合固体推进剂准静态低速单轴拉伸实验。Ｏ对单轴拉伸实验进行仿真建模，图５所示。ＡＡＵ如ＢＱＳ
的仿真，证了ｚ验ｗＴ非线性黏弹性本构方程在研究固体推
然后利用以上拟合得到的２个参数代入到ＺＷＴ本构方程中对前３项参数进行拟合，含有应变率的１将项移到方程
的左边，时右边仅剩变量为ｓ的多项式项，此即
一
Ｍｇｎ用修正Ｎｗｏｏｅｓｅｔｎ迭代法结合加速收敛技术来解决。
（）１
方程中存在５个待拟合的未知参数，３项Ｅ、Ｉ前。、Ｂ为线性
项，２项Ｅ和０为非线性项。同时在准静态下，文根据后本
其中：等式右边多项式部分描述非线性弹性稳态响应，式公后面２个积分分别代表不同松弛时间的２个Ｍａｗｌ体。其ｘｅｌ中，低应变率时的黏弹性响应由松弛时间为０、性常数为弹Ｅ的Ｍａｗｌ体描述；ｘｅｌ高应变率时的黏弹性响应由松弛时间为０、弹性常数为Ｅ的Ｍａｗｌ体描述；、ｆ是非线性弹：ｘｅｌ，ｌ性系数，研究表明非线性弹性系数与应变率无关。