固体推进剂
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
复合固体推进剂有关组分标准摩尔生成焓
复合固体推进剂有关组分标准摩尔生成焓复合固体推进剂是一种由氧化剂和燃料组成的混合物，具有高能量释放和稳定性的特点，被广泛应用于火箭发动机、导弹等领域。
了解组分的标准摩尔生成焓对于研究和应用复合固体推进剂都具有重要意义。
以下是关于复合固体推进剂相关组分标准摩尔生成焓的内容。
1. 氧化剂的标准摩尔生成焓氧化剂在复合固体推进剂中起着氧化燃料的作用。
常见的氧化剂有硝酸铵（NH4NO3），硝酸铵亚铁（NH4Fe(NO3)3）等。
硝酸铵的标准摩尔生成焓为-365.6 kJ/mol，硝酸铵亚铁的标准摩尔生成焓为-804.7 kJ/mol。
2. 燃料的标准摩尔生成焓燃料是复合固体推进剂中的可燃物质，常见的燃料有聚合物（例如聚乙烯、聚异丁烯等）和金属粉（例如铝粉、锌粉等）。
聚合物的标准摩尔生成焓与其化学结构和燃烧产物有关，一般可以通过实验或计算得到。
铝的标准摩尔生成焓为-335.16kJ/mol，锌的标准摩尔生成焓为0 kJ/mol。
3. 混合物的标准摩尔生成焓复合固体推进剂是由氧化剂和燃料组成的混合物，其标准摩尔生成焓可以根据组分的摩尔比例和各组分的标准摩尔生成焓计算得到。
例如，如果一个复合固体推进剂的氧化剂和燃料的摩尔比例为1:2，氧化剂的标准摩尔生成焓为-365.6 kJ/mol，燃料的标准摩尔生成焓为-335.16 kJ/mol，则该混合物的标准摩尔生成焓为：（-365.6×1+(-335.16)×2）/3=-345.64 kJ/mol。
以上是有关复合固体推进剂相关组分标准摩尔生成焓的参考内容。
需要注意的是，标准摩尔生成焓可能随温度和压力的变化而有所改变，因此实际应用中需要考虑温度和压力对标准摩尔生成焓的影响。
高一化学火箭推进剂知识点
高一化学火箭推进剂知识点火箭推进剂是火箭发射过程中所使用的燃料和氧化剂的总称，是火箭发射过程中最重要的组成部分。
它们通过燃烧反应产生大量的高温气体，推动火箭向前飞行。
火箭推进剂可以分为固体推进剂和液体推进剂两类，下面将详细介绍这些知识点。
1. 固体推进剂固体推进剂是由固体燃料和氧化剂组成的推进剂。
固体推进剂具有结构简单、储存方便等特点，在火箭发射中被广泛应用。
（1）固体燃料：固体燃料是固体推进剂中的能量来源。
常见的固体燃料有硝化棉、硝化甘油等。
固体燃料一般为颗粒状或块状，具有一定的稳定性和可燃性。
（2）氧化剂：氧化剂是固体推进剂中与燃料一起进行燃烧反应的物质。
常见的氧化剂有硝酸铵、高氯酸铵等。
氧化剂通常能够为燃料提供足够的氧气，使其能够充分燃烧。
2. 液体推进剂液体推进剂是由液体燃料和液体氧化剂组成的推进剂。
由于液体燃料和液体氧化剂的物理性质较固体推进剂更加复杂，液体推进剂相对固体推进剂来说具有效率高、推力大等优点。
（1）液体燃料：液体燃料是液体推进剂中的能量来源。
常见的液体燃料有液氢、液氧等。
液体燃料具有较高的燃烧效率和能量密度。
（2）液体氧化剂：液体氧化剂是液体推进剂中与燃料一起进行燃烧反应的物质。
常见的液体氧化剂有液氧、高浓度硝酸等。
液体氧化剂能够为燃料提供丰富的氧气，使得燃烧反应更为充分。
3. 火箭推进剂的选择在选择火箭推进剂时，需要考虑多个因素，包括推力需求、航天器重量、尺寸限制、安全性等。
不同的推进剂在性能、成本和操作上存在差异，需要根据具体需求和情况进行选择。
4. 火箭推进剂的燃烧反应火箭推进剂的燃烧反应是推动火箭运行的关键过程。
燃烧反应产生的高温气体通过喷射口排出，产生反作用力推动火箭向前飞行。
燃烧反应的速率和能量释放量对火箭的性能有直接影响。
5. 火箭推进剂与环境火箭推进剂的燃烧反应会产生大量废气和废渣，对环境造成一定的影响。
为了减少环境污染，需要对火箭推进剂进行合理的设计和处理，确保尽量降低对环境的影响。
推进剂药柱成型压力
推进剂药柱成型压力
推进剂药柱的成型压力是指在推进剂成型过程中施加在药柱上的压力。
成型压力影响着推进剂的密度、力学性能和形态。
以下是一些常见的推进剂药柱成型压力的推荐范围：
1.固体推进剂：常规固体推进剂的药柱成型压力一般在20
到100兆帕（MPa）之间，具体范围取决于推进剂的成分
和要求。
推进剂成型时需要一定的压力，以保证药柱的致
密性和稳定性。
2.液体推进剂：液体推进剂的药柱成型压力较低，通常在10
到30兆帕（MPa）之间。
液体推进剂的成型主要依靠密
封边界和粘性力，较低的成型压力可以减少推进剂的压实
和损伤。
3.复合推进剂：复合推进剂的药柱成型压力一般在20到60
兆帕（MPa）之间。
复合推进剂通常是由固体推进剂和液
体推进剂组成，成型压力需要平衡两者的要求。
要注意的是，推进剂药柱成型压力的选择应考虑以下几个因素：•推进剂的成分和配方：根据不同推进剂的成分和配方，需选择适当的成型压力以保证推进剂的致密性和稳定性。
•推进剂的用途和环境条件：根据推进剂的具体用途以及使用环境的温度、压力等因素，选择适当的成型压力，以确
保推进剂的性能和安全性。
•设备和工艺条件：成型压力需要与成型设备和工艺条件相
匹配，以保证成型过程的有效性和稳定性。
推进剂药柱成型压力的具体选择需根据具体情况进行调整和优化。
合适的成型压力可以确保推进剂的理想性能和形态，并满足相关要求。
固体推进剂成型工艺
固体推进剂成型工艺
1.原料准备：根据固态推进剂的成分配比，将各种原材料按照一定比例混合，加入适量的添加剂和活性剂，并进行筛选、研磨等前期处理。
2. 烘干：将原材料在一定温度下进行烘干处理，以去除水分和有机溶剂等。
3. 混合：将经过烘干处理的原料进行混合，采用不同的混合方式，如干混、湿混、熔混等。
4. 压制成型：将混合后的原料进行压制成型，通常采用压制成型机进行加压成型，以达到所需的密度和形状。
5. 后续加工：将成型后的固态推进剂进行后续处理，包括烘干、烧结、表面处理等，以获得所需的性能和质量。
固态推进剂成型工艺对于固体火箭发动机的性能和可靠性具有重要影响，因此需要严格控制每个工艺步骤的参数，保证成型质量的稳定性和一致性。
同时，随着工艺技术的不断发展，越来越多的新型材料和加工工艺被应用到固态推进剂成型中，使固态推进剂的性能得到了不断提高和优化。
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固体推进剂成型工艺
固体推进剂成型工艺
固体推进剂成型工艺是制造固体火箭发动机必须掌握的核心技
术之一。
固体推进剂成型工艺主要包括混合、成型、固化和加工等环节。
混合阶段是将推进剂原材料按照一定比例混合均匀，以保证推进剂的化学反应符合设计要求；成型阶段通过压制或挤出等方式将混合好的推进剂成型成具有一定形状和尺寸的燃烧体，以满足火箭发动机的空间和重量限制；固化阶段是将成型好的推进剂进行固化处理，以保证其在运输和储存过程中稳定性和安全性；加工阶段则是对成型好的固体推进剂进行必要的加工处理，如切割、钻孔等，以满足火箭发动机的具体需求。
固体推进剂成型工艺的精细化和自动化程度越来越高，将为固体火箭发动机的性能提升和应用领域的拓展提供有力支持。
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固体推进剂行业报告
固体推进剂行业报告固体推进剂是一种用于火箭发动机的推进剂，它具有固体状态下的特点，不易泄漏、储存方便、使用安全等优点，因此在航天领域得到广泛应用。
本报告将对固体推进剂行业进行全面分析，包括市场规模、发展趋势、技术创新等方面的内容。
市场规模分析。
固体推进剂市场规模在近年来呈现稳步增长的态势。
随着航天技术的不断发展和航天任务的增多，对固体推进剂的需求也在逐渐增加。
据统计，2019年全球固体推进剂市场规模达到XX亿美元，预计到2025年将达到XX亿美元。
其中，亚太地区是固体推进剂市场的主要增长驱动力，其市场规模占据全球的XX%。
发展趋势分析。
固体推进剂行业的发展呈现出以下几个趋势：1. 技术创新，固体推进剂行业在推进剂成分、生产工艺、燃烧性能等方面不断进行技术创新，以提高推进剂的能量密度、燃烧效率和环境友好性。
2. 多样化应用，固体推进剂不仅用于火箭发动机，还广泛应用于导弹、飞行器、火箭助推器等领域，未来将有更多的应用领域。
3. 环保要求，随着环保意识的提高，固体推进剂的生产和使用也受到更严格的环保要求，未来行业发展将更加注重环保性能。
技术创新分析。
固体推进剂行业的技术创新主要体现在以下几个方面：1. 推进剂成分，固体推进剂的成分不断进行改良，以提高其能量密度和燃烧效率，同时减少对环境的影响。
2. 生产工艺，固体推进剂的生产工艺不断进行优化，以提高生产效率和降低成本。
3. 燃烧性能，固体推进剂的燃烧性能是其关键指标之一，行业不断进行燃烧性能的研究和改进，以提高推进剂的性能表现。
市场前景展望。
固体推进剂行业的市场前景十分广阔。
随着航天技术的不断发展，对固体推进剂的需求将会持续增加。
同时，固体推进剂在军事、商业航天等领域的应用也将会不断扩大。
未来，固体推进剂行业将会在技术创新、环保要求、多样化应用等方面迎来更多的机遇和挑战。
结论。
固体推进剂行业作为航天领域的重要组成部分，具有广阔的市场前景和发展空间。
未来，固体推进剂行业将会在技术创新、环保要求、多样化应用等方面不断取得新突破，为航天事业的发展做出更大的贡献。
固体推进剂能量计算方法
固体推进剂能量计算方法一 固体推进剂能量计算原理 1，基本假设在火箭发动机工作时，固体推进剂的化学潜能转换为燃气的动能，经历了推进剂燃烧和燃烧产物膨胀两个过程。
发动机的实际工作过程是非常复杂的。
其复杂性在于：由于存在热损失，难以保证燃烧过程是等压绝热的；燃烧产物在燃烧室内分布是不均匀的；对于含铝、含镁、含硼推进剂或含有某些金属化合物的性能添加剂的推进剂，存在凝聚相产物，这些凝相产物在喷管膨胀过程中导致两相流损失；喷管流动难以保证等熵条件等等。
为了反映固体推进剂能量转换过程的本质，抓住主要矛盾，在进行其理论性能预估时，进行了一些基本假设。
(1) 在燃烧室中，推进剂的燃烧反应达到化学平衡，且燃烧过程为等压绝热过程，即热力学中的等焓过程；而且燃烧产物的分布是均匀的。
(2) 燃气为理想气体，凝相产物的体积忽略不计。
(3) 喷管中燃气的流动过程为绝热可逆过程，即为等熵过程；燃气在喷管中的流动为一维定常流，即在喷管的任一截面上，燃气的组成及各性能参数的分布是均匀的。
(4) 不考虑凝聚相燃烧产物的两相流损失。
2， 基本方程 (1) 质量守恒方程常见的固体推进剂是由C 、H 、O 、N 、Cl 、Al 等元素构成的某些化学物质的混合物。
对于这样一个复杂的系统，假设固体推进剂的燃烧产物共有n 种，而固体推进剂所含有的元素共l 种。
对j 元素的质量守恒方程可表达成：()11,2,,nij ij i a xb j l ===⋅⋅⋅∑ (1)式中，ij a 为混合物系中第i 种产物含j 种元素的原子摩尔数，它由i 燃烧产物的分子式得到；i x 为单位质量燃烧产物中第i 种产物的摩尔数；j b 为单位质量推进剂中含第j 种元素的原子摩尔数，它由推进剂的假想化学式得到。
(2) 能量守恒方程根据假设(1)，燃烧室内燃烧为等焓过程，则有p c H H = (2)式中，p H 为单位质量推进剂在初温0T 时的总焓(通常取0298T K =)； c H 为单位质量推进剂燃烧产物在平衡火焰温度c T 下的总焓。
火箭推进剂的主要成分
火箭推进剂的主要成分：
在固体燃料的火箭中，固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯、硝酸酯增塑聚醚等。
也有用复合推进剂，由氧化剂、金属燃料和高分子粘结剂组成。
1、氧化剂最常用的是：过氯酸铵，其他的有过氯酸钾、钠、锂、硝酸铵、钾、钠、锂；
2、金属燃料最常用的是铝，其他的有氢、碳、锂、铍、硼、镁……
3、粘结剂：使氧化剂和金属燃料等固体粒子粘结在一起成为弹性基体，并提供C，H等燃料元素。
有聚氯乙烯，聚氨酯，聚丁二烯等。
另外还有固化剂、增塑剂等。
液体火箭推进剂按组元数可分为单组元、双组元和多组元。
1、单组元液体推进剂：无水肼（N2H4）、高浓度过氧化氢（H2O2）、硝酸异丙酯，以及由无水肼与硝酸肼及水等组成的单推-2（DT-2），单推-3（DT-3）等。
2、双组元液体推进剂是分别贮存的液体氧化剂和液体燃料组合成的推进剂，如四氧化二氮/偏二甲肼、液氧/煤油、液氧/酒精、过氧化氢/煤油、红烟硝酸/油肼等组合。
3、多组元液体推进剂是由多于2种化合物组成的推进剂，如液氧/液氢/碳氢化合物、液氧/液氢/氢化锂、液氟/液氢/锂等。
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
液体推进剂和固体推进剂 安全供水心得体会
液体推进剂和固体推进剂安全供水心得体会液体推进剂和固体推进剂是火箭发射和航天飞行中最常用的两种推进剂。
液体推进剂是以液体的形式储存和使用的，固体推进剂则是以固体的形式储存和使用的。
本篇文章将分别从安全性和供水心得两个方面来探讨液体推进剂和固体推进剂的特点和体会。
首先，液体推进剂和固体推进剂在安全性上有一些不同的特点。
液体推进剂的安全性较高，因为液体推进剂具有较低的异常燃烧风险和较小的爆炸威力。
液体推进剂通常由两种或多种液体混合而成，其成分相对稳定，易于控制和调整。
此外，液体推进剂在储存和使用时比较方便，其容器结构相对简单，易于检查和维护。
然而，液体推进剂在运输和携带过程中需要注意防止泄漏和避免外界物质的污染，这是保证其安全性的重要环节。
相比之下，固体推进剂的安全性较低。
固体推进剂是由多种化学物质组成的，容易引发爆炸和燃烧事故。
固体推进剂的结构复杂，容易受热和撞击等外界因素的影响，导致安全风险增加。
此外，固体推进剂在火箭发动机中的点火和燃烧过程不易控制，一旦出现异常，很难进行及时的干预和控制。
因此，在使用固体推进剂时需要采取一系列严格的安全措施和预防措施，以确保火箭发射和航天飞行的安全进行。
关于供水方面，液体推进剂与固体推进剂也有一些不同的体会。
液体推进剂供应水流稳定，易于控制和调整，可以根据实际需求进行供水量的增减。
而且，液体推进剂在供水过程中可以通过管道系统进行输送和分配，方便进行管理和监控。
此外，液体推进剂的储存容器较为灵活，易于安装和维护，能够满足不同场合的供水需求。
固体推进剂在供水方面存在一些局限性。
由于固体推进剂的物理性质特殊，供水过程相对较为困难。
固体推进剂的供水需要通过特殊的技术和设备进行，操作难度较高。
另外，固体推进剂的储存容器庞大且重量较大，不便于安装和维护。
因此，在供水方面，液体推进剂更加灵活和实用。
综上所述，液体推进剂和固体推进剂在安全性和供水方面存在一些不同的特点和体会。
固体火箭推进剂课件
无论火箭总体设计人员还是固体火箭发动机设计工作 者必须对固体推进剂的性能，主要是能量、燃烧、力 学及贮存等性能有所了解。
固体推进剂的基本概念
火药：古代四大发明之一。火药过去泛指火 炸药，现代火药不包括炸药。
火药根据用途分:发射药（用于身管武器，枪 炮）和推进剂（用于喷气推进，如火箭、导 弹推进）
定义:在适当的外界能量作用下，自身能进行 迅速而有规律的燃烧，同时生成大量高温气 体的物质。
武器对火药的要求:1)自身含可燃元素和氧化 元素，不需外界供氧；2）可迅速点燃；3） 规律燃烧，放出大量的热和生成大量的气体； 4）性能稳定
60年代后期研制成了端羥基聚丁二烯推进剂。 80年代，NEPE推进剂（硝酸酯增塑的聚醚推进
剂），比冲可达2675m/s
火箭技术对固体推进剂的要求
能量特性的要求：
(1)比冲高： 比冲是固体推进剂能量的量度。根据齐奥尔科夫斯基公式，火箭发动机
中推进剂燃完时火箭速度达到最大值。火箭的最大速度与比冲成正比，对射程的影
固体推进剂的基本概念
固体推进剂可定义为本身含有氧化剂和燃烧剂、能够通过有规律地燃烧 释放出大量炽热气体、完成发射功的固态致密材料。
通常固体推进剂所进行的是快速的燃烧反应。但是，当激发反应的方式 或反应进行的环境条件不同，固体推进剂还可以发生缓慢的分解反应和 激烈的爆轰反应。
缓慢的分解反应在固体推进剂的加工、贮存和使用过程中都存在着，其 速度取决于环境温度、湿度及杂质等。常温下分解反应速度慢，短期内 难以觉察。升高温度可使反应速度加快。
NEPE推进剂
关键：将可以为硝酸酯增塑的高分子化合物（如： 脂肪族聚酯（ε -聚己内酯，聚己二酸乙二醇酯）、脂 肪族聚醚（聚乙二醇PEG）等）作为粘合剂应用于推进
剂中。
美国5 种战略导弹用推进剂 3种使用了NEPE 推进剂
二、NEPE推进剂粘合剂系统
常用于NEPE推进剂的粘合剂有：聚乙二醇(PEG)，环氧乙 烷四氢呋喃共聚物(PET)，聚己二酸乙二醇酯，聚ε一己内酯等。
0.74
1.18
1.66
40/60 30/70 0/100
2.74 ＞3.33 ＞4.00
1.90 ＞3.11 ＞4.00
2.01 ＞3.57 ＞4.00
在增塑聚合物体系中，结晶是相分离的
驱动力。因此，粘合剂预聚物的结晶行为会 降低所制成的推进剂的应变能力和改变其与 增塑剂的互溶能力，从而影响推进剂的使用 温度范围。
二、NEPE推进剂粘合剂系统
1、 对粘合剂的要求 2、 预聚物与硝酸酯的混溶能力 3、 预聚物结晶的倾向性 4、 液态硝酸酯的冻结性能
1）粘合剂预聚物本身具有良好的物理化学稳定性， 与推进剂各组分特别是含能添加剂之间具有良好
的相容性；
2）高分子预聚物与硝酸酯之间应该具有尽可能高 的互溶能力，在推进剂制造、使用及贮存温度条 件下，当增塑比＞2.8时，不产生相分离，硝酸酯 本身不会冻结，以保证在低温情况下增塑剂不脆 变。
预聚物及硝化甘油溶度参数比较
化合物
聚 己 二 酸 ε - 聚 己 聚 环 氧 环 氧 乙 烷 四 NG
乙 二 醇 酯 内酯
乙 烷 氢呋喃共聚
（PGA） （PCP） （PEG） 物P（E/T）
固体推进剂
固體推進劑20世紀前，黑火藥是世界上唯一的火箭用推進劑。
1888～1889年發明的雙基火藥在第二次世界大戰前，主要用作火炮發射藥。
1930年後，英、德兩國將此類雙基火藥擠壓成管狀，用作戰術火箭的推進劑。
1944年美國創制雙基推進劑鑄裝成型法，將雙基推進劑用於中程導彈。
1940年創制第一代瀝青、過氯酸鉀複合推進劑，為固體推進劑的發展提供新的途徑。
1947年，研製出第二代聚硫橡膠、過氯酸銨、鋁粉複合推進劑。
50年代，又相繼創用高分子膠粘劑聚氯乙烯、聚氨酯、聚丁二烯－丙烯酸、聚丁二烯-丙烯酸-丙烯腈、端羧基聚丁二烯和1962年創用端羥基聚丁二烯，製成固體推進劑，比40年代的複合推進劑的性能有所提高，至今仍被廣泛應用。
固體推進劑按其組成可分雙基推進劑、複合推進劑、複合雙基推進劑。
固體推進劑的理論比沖約為2157～2942N·s/kg，密度約為1.6～2.05g/cm3；適用的溫度範圍為-60～150°C；工作壓力的下限為0.1～3MPa。
雙基推進劑即雙基火藥，是由高分子炸藥和爆炸性溶劑，如硝化棉（見硝酸纖維素）和硝化甘油兩類爆炸基劑，再混入少量附加物溶解塑化而製成的，既用於發射藥，也用於推進劑。
1930年，英國和德國曾用於製造管狀火箭推進劑。
1935年，蘇聯曾用二硝基苯代替一部分硝化甘油製成火箭推進劑。
雙基推進劑的理論比衝量為2157～2300N·s/kg，密度為1.6g/cm3，工作壓力下限為2～4MPa。
雙基推進劑的配方雙基推進劑通常加入燃燒催化劑、製造工藝、燃燒性能和溶劑或助劑性質的不同可分為不同的類型。
按加入燃燒催化劑的不同區分，可分為不同的品號：加入石墨的稱為雙石推進劑（SS）；加入氧化鉛的稱為雙鉛推進劑（SQ）；加入氧化鉛的稱為雙鉛推進劑（SQ）；加入氧化鈷的稱為雙鈷推進劑（SG）；加入氧化鎂的稱為雙芳鎂推進劑（SFM）。
這些推進劑統稱普通雙基推進劑。
按成型工藝不同可分成兩種：一種是擠壓成型或壓伸成型（用螺旋式壓伸機或柱塞式壓伸機）工藝製成的推進劑稱為壓伸雙基推進劑；另一種澆鑄成型工藝製成的推進劑稱為澆鑄雙基推進劑。
固体推进剂燃烧方式
固体推进剂燃烧方式
固体推进剂燃烧是在固体推进剂药柱表面区域发生的气化、分解、混合、氧化等强烈的放热、发光的物理和化学反应（氧化反应）过程。
根据固体推进剂燃烧机理的不同，可分为双基推进剂燃烧、复合推进剂燃烧和含金属推进剂燃烧等基本类型。
根据燃烧过程中燃烧室压强随时间变化的情况，又可分为稳态燃烧和非稳态燃烧，而非稳态燃烧又可分点火、熄火等瞬态燃烧和不稳定燃烧。
以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
固体推进剂的贮存性能
• (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。
同时no2和no遇到推进剂中含有的水分生成hno3和hno2两者电离后产生的氢离子h浓度很大而h对双基和改性双基推进剂的分解反应亦起加速作用其过程为?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
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。
• 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。
固体火箭推进剂课件
火药根据用途分:发射药（用于身管武器，枪 炮）和推进剂（用于喷气推进，如火箭、导 弹推进）
定义:在适当的外界能量作用下，自身能进行 迅速而有规律的燃烧，同时生成大量高温气 体的物质。
武器对火药的要求:1)自身含可燃元素和氧化 元素，不需外界供氧；2）可迅速点燃；3） 规律燃烧，放出大量的热和生成大量的气体； 4）性能稳定
固体推进剂
2005年11月25日
固体推进剂
专业: 飞行器动力工程 学时：48学时 主讲人：王革 教授 单位 ：哈尔滨工程大学航天工程系
一、基本知识
固体推进剂的基本概念 固体推进剂的发展与火箭技术 固体推进剂的要求 固体推进剂的分类 双基推进剂的组分 复合固体推进剂的组分 无烟、少烟固体推进剂
物理、化学安定性：要求固体推进剂有长的使用寿命 安全性能：在贮存、运输、装配过程中不发生燃烧和爆炸事故。在受到机械冲
击力时应有足够的稳定性。还应有高的自燃温度，以防意外着火事故。 经济性能：火箭技术的发展，注意力主要放在新技术应用上，飞行器的高性能
是设j计的准则，较少考虑经济性能。现在和未来经济性能是重要条件之一。经 济性能将成为一项重要指标。 燃烧产物无烟或少烟：易被敌人发现发射基地；某些用激光或红外光等制导的 导弹，烟雾会使光波衰减。 良好的工艺性能和重现性：
响大。
VmIslnM M0f IslnMfM fMp
Vm
火箭最大速度
Is
比冲，m/s或N﹒S/kg
M0
起飞时总质量 推进剂燃尽后火箭质量
M f 推进剂质量
M p 技术对固体推进剂的要求
（2）密度大 ：虽然密度是固体推进剂的物理量，但对于体积一定的发动机，推进 剂的密反愈大，能装填的固体推进剂装药量Mp越大，从齐奥尔科夫斯基公式可知， Vm也有提高，起着与提高能量等同的效果。
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。
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——美国高能ETPE层状发射药及装药研究为电热化学炮的发展提供了有力支持
从上世纪末开始，美国就在为未来武器系统（电热化学炮）研制采用无溶剂法 制造的高能量、高性能拼合式夹层（co-layered）ETPE发射药。该新型发射药采用 高密度含能热塑性弹性体（ETPE）粘合剂，已制成含BAMO-NMMO、增塑剂 （BDNPA/F）和RDX的4种快燃配方（密度为1.6675g/cm3，火药力为1267.17J/g, 火焰温度为3252K）以及含RDX、NQ和BAMO-NMMO的3种慢燃配方（密度在 1.5923～1.6159g/cm3之间，火药力为1022.45或1050.92J/g,火焰温度为2473K或 2543K）。
赫，现有的防空系统几乎无法防御。
——美国推出多种不敏感推进剂
包括： 端羟基聚醚（HTPE）复合推进剂 钝感NEPE推进剂 钝感低特征信号XLDB推进剂 这些推进剂明显改善钝感特性，能量水平和其他性能无显著下降。 美国研制了HTCE/聚醚推进剂和ARC-9131推进剂（5%Al、65%硝胺、PEG、 混合硝酸酯），它们也具有良好的不敏感特性
此外，美国陆军研制的ETPE层状高能发射药引入纳米含能材料，具有高能量 （火药力约为1300J/g）、低毒和不敏感等优势； 法国成功研制出NENA基高能层状发射药； 荷兰采用计算机软件控制，扩大层状发射药的同步挤出规模。
――德国-瑞士联合开展与未来需求相适应的先进发射药研究，包括采用无 毒低感度增塑剂代替二硝基甲苯（DNT）的“绿色”、“低感度”单基药等 新型火炮用发射药；表面包覆双基药（SCDB）及N- SCDB（下一代表面包 覆双基药）等新型LOVA坦克炮用发射药；EI和EI++（下一代）等新型中口 径发射药；以及新型小口径发密度材料研究的进展
不敏感含能化合物和添加剂的发展
高性能发射药研究的进展
高性能炸药研究的进展
高性能推进剂研究的进展
——美国开展先进火炮概念用不敏感高能发射药 美国实施先进火炮概念用不敏感高能发射药（IHEP）计划，开展了含 CL-20等高能组分的高能不敏感发射药研究，开发出的TPE基LOVA发射药的 火药力>1300J/g，在不增加身管烧蚀的情况下可使炮口动能增加25%。
一、高性能火炸药研究状况
高能量密度材料研究的进展
不敏感含能化合物和添加剂的发展
高性能发射药研究的进展
高性能炸药研究的进展
高性能推进剂研究的进展
到目前为止，国外已应用的高能推进剂产品有端羟基聚丁二烯（HTPB）复 合推进剂、改性双基推进剂和NEPE推进剂等，主要用在美国民兵、北极星、
三叉戟、MX和俄罗斯SS-24、SS-25、SS-27等型号战略导弹中，并已逐
渐推广应用于多种战术武器。例如，在双基和复合推进剂基础上发展而来 的高能NEPE推进剂，除了应用战略导弹外也在战术导弹中得到了应用，如 “小檞树”地空导弹和“陶Ⅱ”反坦克导弹。此外，部分贫氧推进剂品种业 已装备应用，如前苏联首先研制成功的SAM-6防空导弹于1967年开始服役； 美国研制成功的AAAM先进空对空导弹已开始服役。装备有新一代贫氧推 进剂的俄罗斯的X-15C超高速空对舰导弹，最大射程150km，飞行速度5马
——美国继续关注多硝基立方烷类高能含能材料研究 八硝基立方烷的密度为 1.979 g/cm3，生成热计算值为594 kJ/mol，分解温 度在200℃以上。最新理论估计其爆速为9900 m/s, 使这一化合物成为迄今以来合 成出的威力最高的炸药之一。 有资料报道，研究发现，七硝基立方烷的密度(2.028 g/cm3)比八硝基立方烷 高，它还容易合成，以致从应用的角度可以证实这一化合物是一种威力比前者更 高的炸药。
一、高性能火炸药研究状况
高能量密度材料研究的进展
不敏感含能化合物和添加剂的发展
高性能发射药研究的进展
高性能炸药研究的进展
高性能推进剂研究的进展
――继法国火炸药集团公司采用专有重结晶工艺成功合成出I-RDX之后，澳 大利亚（A级RDX）、英国皇家军械公司（I型RDX）、戴诺诺贝尔公司 （RS-RDX）也都能生产不敏感RDX，美国也成功制备出I-RDX并开展了不 敏感RDX的感度研究； ――德国研究新结晶方法获得不敏感HMX； ――TATB的合成与生产在多个国家得到重视和发展；
八硝基立方烷(ONC)
七硝基立方烷
二、固体推进剂的分类及组成
双基推进剂
复合固体推进剂
复合双基推进剂
未来高氮炸药目标化合物
——氮原子簇研究备受关注 氮原子簇化合物（又称全氮化合物）是高能量密度材料研究领域备受关注 的研究方向之一。近几年来，除了美国继续发展N5+各项技术之外，包括美国、 瑞典、英国、意大利和日本等国在内的世界多家量子化学研究所先后对N4、N6、 N8、N10、N12和N60等有前景的氮原子簇也进行了大量的理论计算，并预测了 一些氮原子簇存在的可能性。 这类化合物具有非常诱人的综合性能和应用前景，它既可以作为推进剂组 分应用于防务领域和空间领域，其比冲是肼推进剂的2~3倍；又可作为炸药，供 各种军事和民事用途使用。 ——俄罗斯研制高能离子化合物 俄罗斯联邦研究与生产中心研究了高能离子化合物作为高能炸药的类型与 特点，重点研究了含有大量氮原子的一组高能效的离子盐。这些高能离子化合 物是基于1,2,3-和1,2,4-三唑，氨基三唑和四唑的衍生物成功地合成出来的，大 多采用的阳离子有三叠氮、四叠氮、氨基和二氨基的四叠氮和三叠氮，常用的 阴离子则有NO3、CIO4、N3、N(NO2)2 等。这类“高氮化合物”是一类新型 能效材料，热量储存于大量有效的N-N和C-N键中，其能量来自高生成热，而不 是全部燃烧热。高能离子化合物有多种存在方式，其中有一种是离子液体，其 熔点通常低于100℃，并具有热稳定性高、密度高、毒性低等优点，高能离子材 料优于非离子的同类物质。
——美、加、德等国竞相发展ADN基高能低特征信号复合推进剂；
——德、法、俄、意联合研制含 AlH3 固体推进剂 AlH3是一种储氢材料。这些国家在对AlH3的物理特性、安定性和相容性研 究的基础上，进一步考察了AlH3取代HTPB/Al/AP推进剂中的Al后，对推进剂 燃速、压力指数、燃烧火焰结构的影响。 ——法国开发出HydroxanaleTM的新型推进剂 SNPE含能材料部利用可保证固体推进剂药柱力学性能一致的弹性体粘合剂 冷却固化新技术，开发出一种主要组分为过氧化氢、聚合物以及一种金属或金 属氢化物的HydroxanaleTM的新型推进剂。该推进剂是在接近0℃的凝固温度 下配制成的，其能量水平可以与液体推进剂相媲美，同时又具备固体推进剂的 使用简便性。其真空理论比冲在355s和375s之间，而用于“阿丽亚娜5”运载火 箭的HTPB/AP/Al推进剂配方的比冲才为315s。从中远期看，该推进剂尤其是 在航天推进领域，为提高固体推进剂能量性能提供了重大机遇。
――美、英两国联合进行了取代B炸药的研究，并研制出了两个新配方—— PAX-34和OSX-8。 PAX-34是 含DNAN/HMX/NTO/TATB的混合炸药，能量 高于TNT且具有良好的不敏感弹药特性；OSX-8的组成为DNAN、HMX和 NTO，能量与B炸药相当，但冲击波感度低，不敏感弹药性好；二者均不需 要改动现有的生产设备即可完成生产，批产量为1200lb（544.8kg）。 ――美、德发展HMX基压装高性能炸药 美国研制的PAX-3是一种以HMX为基的压装炸药，已完成该炸药的不敏 感弹药和战斗部性能测试试验。 德国Diehl弹药系统公司采用聚硅氧烷溶液包覆HMX或RDX也成功研制 出一种不敏感压装炸药。 ――美国ATK公司研制出含CL-20的高性能浇铸炸药DLE-C038, 并进行了性 能研究和试验。 ——法国研制出了CL-20含量高达90%以上的浇铸PBX炸药，据称是法国能 量水平最高的炸药，安全性也较好。
一、高性能火炸药研究状况
高能量密度材料研究的进展
不敏感含能化合物和添加剂的发展
高性能发射药研究的进展
高性能炸药研究的进展
高性能推进剂研究的进展
——美国合成的LLM-105炸药 [2,6-二氨基-3,5-二硝基吡嗪-1-氧化物] LLM-105 炸药的能量性能比 TNT 高 30%，比TATB高25%，约为HMX 的81%，可应用于不敏感传爆管、雷管和深井射孔器材中。 ——美国新合成出新型不敏感炸药2,4-二硝基咪唑（DNI），其能量比TATB 约高15%~20%； ——美、韩等国研制出取代TNT的新型含能化合物1-甲基-2,4,5-三硝基咪唑， 具有良好的摩擦感度和静电感度，冲击感度类似于B炸药；其理想爆速为 8175m /s，计算爆压为281.7kbar，计算能量输出略优于B炸药，预期这是一 种非常接近B炸药的替代炸药； ——英国在美国研究的基础上合成的2,5-二氨基-3,6-二硝基吡嗪 (ANPZ-I) 及 其二氧化衍生物2,5-二氨基-3,6-二硝基吡嗪-1,4-二氧化物（PZDO）； ——印度报道过的四硝基丙烷双脲（TNPDU）、TEX炸药……。
――德国2007年又新推出了综合性能优于现有EI发射药、不含NG的新型高 能不敏感发射药――挤出复合不敏感发射药（ECL）。其主要成分是NC， 并含有一种含能组分和一种以上的惰性组分，但配方中不含致癌物质（如 DNT），也不含安定剂或中定剂，不含NG，是一种无毒的绿色发射药。该 发射药的性能范围很广，通过组分的调节，火药力可以从900J/g（火焰温度 2400K）提高到1080 J/g（火焰温度3050K），几乎涵盖了M1发射药（低能） 到M17/M30发射药（高能）的所有性能。