高能推进剂燃烧效率研究和实测比冲预估(1)
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表２增塑剂比例对推进剂燃烧效率的影响
３．３ ＡＰ含量及粒度级配对高能推进剂燃烧效率的影响 ＡＰ含量和粒度级配对高能推进剂燃烧效率的影响见表３。由表３可知：１）ＡＰ含量从加％提高到
３０％，可使活性Ａｌ含量从５．４１％降至３．６４％；２）固定ＡＰ含量，降低ＡＰ粒度．可使推进剂爆热提高，活性 ｍ含量降低。因而提高ＡＰ含量和降低其粒度均可提高推进剂的燃烧效率。
０．９３２
３＃
ｌ
１
１６
２５３７．２２
１１
２５３Ｉ．３４
１２
２５３７．２２
１３
２５４５．０６
１４
１
２５４８．００
０．９３３
０．９３０ Ｏ．９３２ ０．９３５ Ｏ．９３８
５发动机试验结果
对研究的四个配方均进行了ＢＳ脚１６５发动机试车，并选择配方１＃和３＃进行了ＢＳＦ甲３１５发动机试
车，发动机试车结果、理论预估值及燃烧效率实验数据见表９。
一
６结论
１）通过提高固体含量及对配方组份的含量和粒度级配进行调整，改善了高能推进剂的燃烧效率，高
能推进荆发动机试车的实测比冲教率（ＢＳＦｑ０３１５）高于０．９４０
２）理论预估结果表明：（１）相同配方随着燃速的增加，比冲提高，但理论预估发现某些配方的ＢＳＦ甲３１５
发动机试车时，对应一定的燃速存在预估比冲的下降点。（２）配方３＃的实测燃速大于１４ｎｍａ／ｓ时预估实
与原文提供的发动机比冲预估值一致，证明计算方法和编制的程序是正确的。除输人少量高能推进剂理 论计算数据（如密度、特征速度、燃烧产物中Ａ１２０３的含量、平衡流比冲及冻结流比冲等），其余参数为标 准发动机尺寸。高能推进剂ＢＳＦ‘；｜０１６５和ＢＳＦ（ｐ３１５发动机的理论比冲、实测比冲预估值及比冲效率预估值
分析和真空定容爆热测定两项技术。另一方面，固体发动机的实际工作过程也存在各种损失（如喷管扩 张损失、两相流损失、化学动力学损失、边界层损失及喷管潜入损失等），使得推进剂能量性能参数的实捌
值偏离理论值口“］。七十年代就有关于预估固体推进剂实测比冲的计算方法Ｈ】，但关于高能推进剂的比 冲预测尚未见报道，加上大型发动机的全尺寸试车要耗费大量人力、物力和财力，因此有必要采用理论预 估的方法对理论比冲作必要的修正，预估推进荆可能达到的实测比冲。
影响较为显著，选择合适的舢粒度，对于提高推进剂燃烧效率是可行的技术途径。 表４ ｍ粒度对推进剂燃烧效率的影晌
Ｎｏ．
Ａｌｓｉｚｅ（ｄ∞／邮）
活性Ａｌ／％ ．Ｑｖ／（Ｉｄ／ｋｇ）
３＃
２８
５．０６
６５３１．９
２４
３．４３
６９５１．０
１３
８．１３
６４６７．１
４高能推进剂实测比冲预估结果
４．１ 高能推进剂不同发动机的实剥比冲预估值 采用文献ｂｌ介绍的计算原理编制程序，依据原文提供推进剂和发动机相关数据进行计算，计算结果
２４８３．３２
０．９３７
ｌ鼻
１２
２４５０．９８
Ｏ．９２６
１３
２４９１．１６
Ｏ．９４０
１３
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Ｏ．９３８
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１ｌ
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１１
２鹌Ｏ．３８
０．９３５
高能推进荆燃烧效率研究和实测比冲预估
１５９
见表５和表６。
表５高能推进剂能量性能预估ｌＢＳ脚１６５Ｒ＝６．８６ＭＰａ）
表６高能推进剂能量性能预估｛ＢＳＦ甲３１５Ｐ。＝６．８６心ａ
ｂｏ／
预估值
预估值
Ｎｏ．
（Ｎ．＆／ｋｇ）
Ｉ口／（Ｎ．ｓ／ｋｓ）
ｌ嚣
２６４８．９４
３＃
２６５２．８６
２４７９．４ ２４８８．２
５．Ｄ．Ｅ．Ｇｏａｔｓ．Ｎ．Ｓ．Ｃｏｈｅｎ，ｅｔ ａｔ．ＡＤ—Ａ０１５１４０，Ａ Ｃｏｍｐｕ【ｅｒ Ｐ。ｏ｛，∞ｆｏｒ ｔｈｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｔＳｏｌｉｄ Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ Ｒｏｃｋｅｔ
ＭｏｔｏｒＰｅｒｆｏｍｍｒｌｃｅ．Ｖ０１．ＩＩ［Ｒｊ．１９７５．
高能推进剂燃烧效率研究和实测比冲预估
测比冲可大于２５４８Ｎ，ｓ／ｋｇ（９ＭＰａ，ＢｓＦ妒１５），而配方１＃达不到此指标要求。
３）可用燃烧效率实验和（或）计算机预估比冲等方法来预示发动机试车时推进剂可能达到的比冲。
理论预估不同发动机尺寸的实测比冲有助于节省研制经费、为配方设计提供参考依据。
参考文献 １．邢姬．含铝推进剂的燃烧效率［Ｊ］．飞航导弹，１９９０（６）． ２．金乐骥，李疏芬．复合固体推进剂中铝粉凝聚海绵模ｔｏｊ［ｊ］．宇航学报，１９８９（３）． ３．侯林法．复合固体推进剂［Ｍ］．宇航出版社，１９９４． ４．王世英，钱勖．含能推进剂主要组分对燃烧效率影响研究（１）［Ｊ］．固体火箭技术，２０００（２）．
结果表明：１）与配方４挣相比，配方１＃一３＃ＢＳＦｌｊ０１６５发动机试车时实测比冲效率从０．９１１提高到０．
９２２，比冲效率预估值和实测值的相对误差在±０．５％以内；
２）配方１＃、３＃ＢＳＦｐ３１５发动机试车比冲效率实测值可达到０．９４７或０．９４ｌ，且比冲效率的预估值和 实测值的相对误差在±１．５％以内；
３．６４
，
２６３．５
／
，
３．４ Ａ１粒度对高能推进剂燃烧效率的影响
Ａｌ粒度对推进剂燃烧效率影响的研究表明［４］，凝聚颗粒尺寸随ｍ粉粒度变小而变小，且Ａｌ粒度存
在一个临界尺寸，在Ｉ｜缶界尺寸以下，ｍ粉粒度越小，凝聚颗粒尺寸反而增长。固定ＡＰ、ＲＤＸ的含量和粒度
级配，只改变ＡＩ的粒度，测得推进剂的燃烧效率数据如表４所示。由表４可知，Ａｌ的粒度对燃烧效率的
４．２预估燃速对高能推进剂能量性能的影响 由于高能推进剂配方的动、静态燃速相差大，同一配方通过调节固体组份的粒度级配可词节其燃速
范围，因而有必要预估燃速范围对推进剂配方能量性能的影响。从袭７中可看出不同燃速对高能推进剂 预估比冲和比冲效率的影响，一般燃速每提高ｌｎｍｖ＇ｓ．预估比冲可提高７．８４Ｎ．∥ｋｓ。但配方３＃的 ＢＳＦ甲３１５发动机实测比冲预估结果中，在燃速为ｌｌｍｍ／ｓ，预估比冲存在下降点。
本文通过调节高能推进剂的主要组份如硝酸酯种类和含量、固体填料（ＡＰ、ＲＤＸ、ＡＩ）的粒度，研究其 对高能推进剂的燃烧效率影响，并采用理论预估和标准试验发动机试车等方法验证了研究结果。
２实验部分
高能推进剂配方主要组成为：ＡＰ：１５—２５％，ＲＤＸ：３５—４５％，ｍ：１５—２０％，ＰＥＴ：５—２０％，ＮＧ／ＴＥＧＤＮ：
３）两种尺寸的发动机试车结果表明，高能推进剂的实测比冲效率高低顺序与推进剂燃烧效率研究结
果及计算机预估比冲结果一致，因而可以用燃烧效率实验和（或）计算机预估比冲等方法来预示发动机试
车时推进荆可能达到的比冲。
表９高能推进剂能量性能预估值与实测值的比较
ＢＳＦ牛１６５ Ｍｏｔｏｒ
ＢＳＦｑｌ３１５ Ｍｏｍｒ
作者： 作者单位：
胡润芝， 张小平， 郑剑， 汪越， 孙正国 航天科技集团公司四院四十二所(湖北襄樊)
相似文献(10条)
1.会议论文 刘美珍.胡桃仙.胡建军 氟氨粘合剂在固体推进剂中的应用 2006
氟氨化合物以其燃烧剂和氧化剂的双重作用成为固体推进剂和炸药中最具应用潜力的含能材料之一,而氟氨粘合剂是较有发展前途的新型含能粘合剂,它不仅对于推进剂能量性能的提高起着重要作用,而且可以极大的改善推进剂的力学性能.本文叙述了氟氨粘合剂的最新进展及含氟氨粘合剂的推进剂的性能水平,氟氨推进剂将是较好发展前途的高能推进剂之一。
孤估ｌ翠Ｐ翟差 Ｎｏ．
预估 实测 相对偏差
１
／％
１鼻
０．９２２ ０．９２２
Ｏ．００
０．９３６ ｆ ０．９４７ ｆ一１．１６
２＃
０．９２５ ０．９２３
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．．．．
１—．．．
１．．．．
３＃
０．９１９ ０．９１８
０．１ｌ
Ｏ．９３８ ｌ ０．９４１ ｌ—Ｏ．３２
４＃
０．９１０ ０．９１１ 一０．１１
Ｉ
ｌ
2.会议论文 刘霄.胡昭志 HTPB/RDX/AP/Al推进剂燃烧及能量性能试验研究 2002
１６０
高能推进剂燃烧效率研究和实凋比冲预估
表８高能推进剂高 预估压佰条（件Ｐｃ下＝９Ｂ．ＳＦ０甲慨３，１５Ｂ的ｓＦ能ｏ量３１性５ Ｈ能幽预ｒ１估值
Ｎｏ．
ｒ／（ｍｍ／ｓ）
。 Ｌ／（Ｎ．ｓ／ｋ） ｌ
＿
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２５２９．３８
Ｏ．９３０
１３
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０．９３３
ｌ鼻
１４
２５４３．１０
０．９３５
１５
２５３４．２８
表３ ＡＰ对推进剂燃烧效率的影响
ＡＰ
Ｎｏ．
活性Ａｌ／％ ＱＶ／（ｋＪ／ｋｇ）
Ｃｏｎｔｅｎｔ／％
Ｓｉ∞（山，／ｕｍ）
２０
４＃
１３２．３
４．１１
，
１６２．９
４．６４
，
２０３．８
５．１４
／
２２
１６５．３
４．２４
６８９９．８
２０１．９
４．６８
６６１３，９
２８１．３
５．４１
６５４３．７
３０
１５４．７
，
，
２２９．５
０．９３６ ０．９３８
从表５可知，不同高能推进剂配方尽管理论比冲相近，但预估此冲和比冲效率相差较大，其中原始配 方４＃ＢＳ脚１６５的比冲效率最低，经配方调整后，可从０．９１提高到Ｏ．９２２。
从表６可知，配方３＃的理论比冲比配方ｌ＃高，预估１＃和３＃配方的ｓｓ聊１５比冲效率分别为０．
９３６和０．９３８。
关键词：固体推进剂预估能量性能燃烧效率
ｌ 引言
表征固体推进剂的能量性能参数有：比冲或比冲效率，特征速度等等，发动机实测比冲效率由推进剂
的燃烧效率和喷管教率两部分组成（咄＝礓。１口）。造成推进剂燃烧效率礓＜Ｉ的原因主要是：：】ｊ推进剂 燃烧不完全引起的损失；（２）燃烧产物的离解损失。对复合固体推进剂而言，提高燃烧效率的主要技术途 径是改善金属燃料铝粉的不完全燃烧现象【１＿２ Ｊ。研究燃烧效率的方法通常采用残渣收集及粒度与物相
表１不同配方的燃烧效率实验结果
Ｎｏ．
固体含量／％ 彬％
０Ｖ／（１ｄ／蝇）
活性Ａｌ／％
ｌ＃
７５
１８
６５９５．Ｏ
２．５６
２＃
７５
１７
６５６９．１
２．２６
３撵
７５
１７
６２７１．７
４＃
７３
１５
６烧效率高于配方３＃一４＃，其中原始配方４＃的爆热最低且残渣中 活性铝的含量最高，所以，通过提高配方固体含量和ＡＰ的含量，可以提高配方的燃烧效率。 ３．２硝酸酯对高能推进剂燃烧效率的影响
１５８
高能推进剂燃烧效率研究和实测比冲预估
硝酸酯品种及比例对高能推进剂燃烧效率的影响实验结果见表２所示。结果表明，ＮＣ含量升高，推 进剂燃烧残渣中活性Ａ１含量降低，同时使爆热增加。这是因为ＮＧ的有效氧含量和生成热均高于 ＴＥＧＤＮ，加入ＮＧ可使推进剂燃烧对释放的热量多，所以提高了推进剂的燃烧效率。
ｌＯ一２０％。
燃烧效率测试方法采用测定真空定容爆热（Ｑｖ／（ｋＪ／ｋｇ））和燃烧残渣中活性铝含量（ｍ／％）测定。
３高能推进剂燃烧效率研究
３．１不同配方的燃烧效率实验结果
配方１＃～４＃配方组成及燃烧效率实验结果见表１。其中配方１＃和２＃相比，配方２＃比１＃少ｌ％ 的ＡＪ粉，其余均相同；配方３＃比１＃和２＃的ＡＰ含量低．ｍ粉含量与２＃相同。
１２
２４５８．８２
Ｏ．９２７
１２
２４８８．２２
０．９３８
４．３预估燃烧室在高压条件下高能推进剂的能量性能 如果燃烧室工作压强在高于６．８６ＭＰａ条件下高能推进剂的实测比冲要求太于２５４８Ｎ．ｓ／ｋｇ，则从表８
中可看出燃烧室工作压强在９ＭＰａ时高能推进剂ＢＳＦｆ３１５发动机试车的能量水平。结果表明：３＃配方实 测燃速大于１４ｎｍ∥ｓ时才可达到此指标要求，而配方１＃则达不到２５４８Ｎ．ｓ／蝇，并且配方１＃在燃速为 １５ｍｒｎ／ｓ时同样存在一个预估比冲的下降点，配方３＃不存在此种情况。
表７燃速对高能推进剂能量性能预估值的影响ｆＲ＝６．８６ＭＰａ）
预估值
预估值
’Ｂｓ脚１６５ｍｏｔｏｒ）
：ＢＳＦ平３１５ｍｏｔｏｒ）
Ｎｏ．
Ｉ铀／
１
ｋ／
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ｌｌ
２４７５．４８
Ｏ．９３４
１１
２４４３．１４
０．９２３
１２
学术交流论文
１５７
高能推进剂燃烧效率研究和实测比冲预估
胡润芝张小平郑剑汪越孙正国 （航天科技集团会司四院四十二所，湖北襄樊４４１００３）
摘要：采用燃烧残渣中活性拓舍量分析、真空爆热和发莉机试验等方法，研克了高能推进卉｛中主要纽 分对推进荆燃烧效率的影响。燃烧效率研充蛄果表明：增塑荆酌种类和音量是影响燃烧效率的主要因素， ＡＰ的含量度固体组分的粒度级配也有明显影响；ＢＳＦ甲Ｂ１５发动机试车蛄果证明高能推进村的实测出冲效 率高于０．９４。井采用软件计算发动机的实测比冲．可预估高能推进荆配方在不同压强厦蠛速备件下标准 试验发动机（ＢＳＦｑ０１６５和ＢＳＦ，ｔａ３１５）试车的实刺比冲值。
３．３ ＡＰ含量及粒度级配对高能推进剂燃烧效率的影响 ＡＰ含量和粒度级配对高能推进剂燃烧效率的影响见表３。由表３可知：１）ＡＰ含量从加％提高到
３０％，可使活性Ａｌ含量从５．４１％降至３．６４％；２）固定ＡＰ含量，降低ＡＰ粒度．可使推进剂爆热提高，活性 ｍ含量降低。因而提高ＡＰ含量和降低其粒度均可提高推进剂的燃烧效率。
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５发动机试验结果
对研究的四个配方均进行了ＢＳ脚１６５发动机试车，并选择配方１＃和３＃进行了ＢＳＦ甲３１５发动机试
车，发动机试车结果、理论预估值及燃烧效率实验数据见表９。
一
６结论
１）通过提高固体含量及对配方组份的含量和粒度级配进行调整，改善了高能推进剂的燃烧效率，高
能推进荆发动机试车的实测比冲教率（ＢＳＦｑ０３１５）高于０．９４０
２）理论预估结果表明：（１）相同配方随着燃速的增加，比冲提高，但理论预估发现某些配方的ＢＳＦ甲３１５
发动机试车时，对应一定的燃速存在预估比冲的下降点。（２）配方３＃的实测燃速大于１４ｎｍａ／ｓ时预估实
与原文提供的发动机比冲预估值一致，证明计算方法和编制的程序是正确的。除输人少量高能推进剂理 论计算数据（如密度、特征速度、燃烧产物中Ａ１２０３的含量、平衡流比冲及冻结流比冲等），其余参数为标 准发动机尺寸。高能推进剂ＢＳＦ‘；｜０１６５和ＢＳＦ（ｐ３１５发动机的理论比冲、实测比冲预估值及比冲效率预估值
分析和真空定容爆热测定两项技术。另一方面，固体发动机的实际工作过程也存在各种损失（如喷管扩 张损失、两相流损失、化学动力学损失、边界层损失及喷管潜入损失等），使得推进剂能量性能参数的实捌
值偏离理论值口“］。七十年代就有关于预估固体推进剂实测比冲的计算方法Ｈ】，但关于高能推进剂的比 冲预测尚未见报道，加上大型发动机的全尺寸试车要耗费大量人力、物力和财力，因此有必要采用理论预 估的方法对理论比冲作必要的修正，预估推进荆可能达到的实测比冲。
影响较为显著，选择合适的舢粒度，对于提高推进剂燃烧效率是可行的技术途径。 表４ ｍ粒度对推进剂燃烧效率的影晌
Ｎｏ．
Ａｌｓｉｚｅ（ｄ∞／邮）
活性Ａｌ／％ ．Ｑｖ／（Ｉｄ／ｋｇ）
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４高能推进剂实测比冲预估结果
４．１ 高能推进剂不同发动机的实剥比冲预估值 采用文献ｂｌ介绍的计算原理编制程序，依据原文提供推进剂和发动机相关数据进行计算，计算结果
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高能推进荆燃烧效率研究和实测比冲预估
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见表５和表６。
表５高能推进剂能量性能预估ｌＢＳ脚１６５Ｒ＝６．８６ＭＰａ）
表６高能推进剂能量性能预估｛ＢＳＦ甲３１５Ｐ。＝６．８６心ａ
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预估值
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（Ｎ．＆／ｋｇ）
Ｉ口／（Ｎ．ｓ／ｋｓ）
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２４７９．４ ２４８８．２
５．Ｄ．Ｅ．Ｇｏａｔｓ．Ｎ．Ｓ．Ｃｏｈｅｎ，ｅｔ ａｔ．ＡＤ—Ａ０１５１４０，Ａ Ｃｏｍｐｕ【ｅｒ Ｐ。ｏ｛，∞ｆｏｒ ｔｈｅ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｔＳｏｌｉｄ Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ Ｒｏｃｋｅｔ
ＭｏｔｏｒＰｅｒｆｏｍｍｒｌｃｅ．Ｖ０１．ＩＩ［Ｒｊ．１９７５．
高能推进剂燃烧效率研究和实测比冲预估
测比冲可大于２５４８Ｎ，ｓ／ｋｇ（９ＭＰａ，ＢｓＦ妒１５），而配方１＃达不到此指标要求。
３）可用燃烧效率实验和（或）计算机预估比冲等方法来预示发动机试车时推进剂可能达到的比冲。
理论预估不同发动机尺寸的实测比冲有助于节省研制经费、为配方设计提供参考依据。
参考文献 １．邢姬．含铝推进剂的燃烧效率［Ｊ］．飞航导弹，１９９０（６）． ２．金乐骥，李疏芬．复合固体推进剂中铝粉凝聚海绵模ｔｏｊ［ｊ］．宇航学报，１９８９（３）． ３．侯林法．复合固体推进剂［Ｍ］．宇航出版社，１９９４． ４．王世英，钱勖．含能推进剂主要组分对燃烧效率影响研究（１）［Ｊ］．固体火箭技术，２０００（２）．
结果表明：１）与配方４挣相比，配方１＃一３＃ＢＳＦｌｊ０１６５发动机试车时实测比冲效率从０．９１１提高到０．
９２２，比冲效率预估值和实测值的相对误差在±０．５％以内；
２）配方１＃、３＃ＢＳＦｐ３１５发动机试车比冲效率实测值可达到０．９４７或０．９４ｌ，且比冲效率的预估值和 实测值的相对误差在±１．５％以内；
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３．４ Ａ１粒度对高能推进剂燃烧效率的影响
Ａｌ粒度对推进剂燃烧效率影响的研究表明［４］，凝聚颗粒尺寸随ｍ粉粒度变小而变小，且Ａｌ粒度存
在一个临界尺寸，在Ｉ｜缶界尺寸以下，ｍ粉粒度越小，凝聚颗粒尺寸反而增长。固定ＡＰ、ＲＤＸ的含量和粒度
级配，只改变ＡＩ的粒度，测得推进剂的燃烧效率数据如表４所示。由表４可知，Ａｌ的粒度对燃烧效率的
４．２预估燃速对高能推进剂能量性能的影响 由于高能推进剂配方的动、静态燃速相差大，同一配方通过调节固体组份的粒度级配可词节其燃速
范围，因而有必要预估燃速范围对推进剂配方能量性能的影响。从袭７中可看出不同燃速对高能推进剂 预估比冲和比冲效率的影响，一般燃速每提高ｌｎｍｖ＇ｓ．预估比冲可提高７．８４Ｎ．∥ｋｓ。但配方３＃的 ＢＳＦ甲３１５发动机实测比冲预估结果中，在燃速为ｌｌｍｍ／ｓ，预估比冲存在下降点。
本文通过调节高能推进剂的主要组份如硝酸酯种类和含量、固体填料（ＡＰ、ＲＤＸ、ＡＩ）的粒度，研究其 对高能推进剂的燃烧效率影响，并采用理论预估和标准试验发动机试车等方法验证了研究结果。
２实验部分
高能推进剂配方主要组成为：ＡＰ：１５—２５％，ＲＤＸ：３５—４５％，ｍ：１５—２０％，ＰＥＴ：５—２０％，ＮＧ／ＴＥＧＤＮ：
３）两种尺寸的发动机试车结果表明，高能推进剂的实测比冲效率高低顺序与推进剂燃烧效率研究结
果及计算机预估比冲结果一致，因而可以用燃烧效率实验和（或）计算机预估比冲等方法来预示发动机试
车时推进荆可能达到的比冲。
表９高能推进剂能量性能预估值与实测值的比较
ＢＳＦ牛１６５ Ｍｏｔｏｒ
ＢＳＦｑｌ３１５ Ｍｏｍｒ
作者： 作者单位：
胡润芝， 张小平， 郑剑， 汪越， 孙正国 航天科技集团公司四院四十二所(湖北襄樊)
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1.会议论文 刘美珍.胡桃仙.胡建军 氟氨粘合剂在固体推进剂中的应用 2006
氟氨化合物以其燃烧剂和氧化剂的双重作用成为固体推进剂和炸药中最具应用潜力的含能材料之一,而氟氨粘合剂是较有发展前途的新型含能粘合剂,它不仅对于推进剂能量性能的提高起着重要作用,而且可以极大的改善推进剂的力学性能.本文叙述了氟氨粘合剂的最新进展及含氟氨粘合剂的推进剂的性能水平,氟氨推进剂将是较好发展前途的高能推进剂之一。
孤估ｌ翠Ｐ翟差 Ｎｏ．
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2.会议论文 刘霄.胡昭志 HTPB/RDX/AP/Al推进剂燃烧及能量性能试验研究 2002
１６０
高能推进剂燃烧效率研究和实凋比冲预估
表８高能推进剂高 预估压佰条（件Ｐｃ下＝９Ｂ．ＳＦ０甲慨３，１５Ｂ的ｓＦ能ｏ量３１性５ Ｈ能幽预ｒ１估值
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＿
１２
２５２９．３８
Ｏ．９３０
１３
２５３７．２２
０．９３３
ｌ鼻
１４
２５４３．１０
０．９３５
１５
２５３４．２８
表３ ＡＰ对推进剂燃烧效率的影响
ＡＰ
Ｎｏ．
活性Ａｌ／％ ＱＶ／（ｋＪ／ｋｇ）
Ｃｏｎｔｅｎｔ／％
Ｓｉ∞（山，／ｕｍ）
２０
４＃
１３２．３
４．１１
，
１６２．９
４．６４
，
２０３．８
５．１４
／
２２
１６５．３
４．２４
６８９９．８
２０１．９
４．６８
６６１３，９
２８１．３
５．４１
６５４３．７
３０
１５４．７
，
，
２２９．５
０．９３６ ０．９３８
从表５可知，不同高能推进剂配方尽管理论比冲相近，但预估此冲和比冲效率相差较大，其中原始配 方４＃ＢＳ脚１６５的比冲效率最低，经配方调整后，可从０．９１提高到Ｏ．９２２。
从表６可知，配方３＃的理论比冲比配方ｌ＃高，预估１＃和３＃配方的ｓｓ聊１５比冲效率分别为０．
９３６和０．９３８。
关键词：固体推进剂预估能量性能燃烧效率
ｌ 引言
表征固体推进剂的能量性能参数有：比冲或比冲效率，特征速度等等，发动机实测比冲效率由推进剂
的燃烧效率和喷管教率两部分组成（咄＝礓。１口）。造成推进剂燃烧效率礓＜Ｉ的原因主要是：：】ｊ推进剂 燃烧不完全引起的损失；（２）燃烧产物的离解损失。对复合固体推进剂而言，提高燃烧效率的主要技术途 径是改善金属燃料铝粉的不完全燃烧现象【１＿２ Ｊ。研究燃烧效率的方法通常采用残渣收集及粒度与物相
表１不同配方的燃烧效率实验结果
Ｎｏ．
固体含量／％ 彬％
０Ｖ／（１ｄ／蝇）
活性Ａｌ／％
ｌ＃
７５
１８
６５９５．Ｏ
２．５６
２＃
７５
１７
６５６９．１
２．２６
３撵
７５
１７
６２７１．７
４＃
７３
１５
６烧效率高于配方３＃一４＃，其中原始配方４＃的爆热最低且残渣中 活性铝的含量最高，所以，通过提高配方固体含量和ＡＰ的含量，可以提高配方的燃烧效率。 ３．２硝酸酯对高能推进剂燃烧效率的影响
１５８
高能推进剂燃烧效率研究和实测比冲预估
硝酸酯品种及比例对高能推进剂燃烧效率的影响实验结果见表２所示。结果表明，ＮＣ含量升高，推 进剂燃烧残渣中活性Ａ１含量降低，同时使爆热增加。这是因为ＮＧ的有效氧含量和生成热均高于 ＴＥＧＤＮ，加入ＮＧ可使推进剂燃烧对释放的热量多，所以提高了推进剂的燃烧效率。
ｌＯ一２０％。
燃烧效率测试方法采用测定真空定容爆热（Ｑｖ／（ｋＪ／ｋｇ））和燃烧残渣中活性铝含量（ｍ／％）测定。
３高能推进剂燃烧效率研究
３．１不同配方的燃烧效率实验结果
配方１＃～４＃配方组成及燃烧效率实验结果见表１。其中配方１＃和２＃相比，配方２＃比１＃少ｌ％ 的ＡＪ粉，其余均相同；配方３＃比１＃和２＃的ＡＰ含量低．ｍ粉含量与２＃相同。
１２
２４５８．８２
Ｏ．９２７
１２
２４８８．２２
０．９３８
４．３预估燃烧室在高压条件下高能推进剂的能量性能 如果燃烧室工作压强在高于６．８６ＭＰａ条件下高能推进剂的实测比冲要求太于２５４８Ｎ．ｓ／ｋｇ，则从表８
中可看出燃烧室工作压强在９ＭＰａ时高能推进剂ＢＳＦｆ３１５发动机试车的能量水平。结果表明：３＃配方实 测燃速大于１４ｎｍ∥ｓ时才可达到此指标要求，而配方１＃则达不到２５４８Ｎ．ｓ／蝇，并且配方１＃在燃速为 １５ｍｒｎ／ｓ时同样存在一个预估比冲的下降点，配方３＃不存在此种情况。
表７燃速对高能推进剂能量性能预估值的影响ｆＲ＝６．８６ＭＰａ）
预估值
预估值
’Ｂｓ脚１６５ｍｏｔｏｒ）
：ＢＳＦ平３１５ｍｏｔｏｒ）
Ｎｏ．
Ｉ铀／
１
ｋ／
叶
（ｍｒｎ／ｓ） （Ｎ．ｓ／ｋｇ）
（ｎｌｌｎ／ｓ） （Ｎ．ｓ／ｋｇ）
１０
２４３Ｓ．３０
Ｏ．９２
ｌｌ
２４７５．４８
Ｏ．９３４
１１
２４４３．１４
０．９２３
１２
学术交流论文
１５７
高能推进剂燃烧效率研究和实测比冲预估
胡润芝张小平郑剑汪越孙正国 （航天科技集团会司四院四十二所，湖北襄樊４４１００３）
摘要：采用燃烧残渣中活性拓舍量分析、真空爆热和发莉机试验等方法，研克了高能推进卉｛中主要纽 分对推进荆燃烧效率的影响。燃烧效率研充蛄果表明：增塑荆酌种类和音量是影响燃烧效率的主要因素， ＡＰ的含量度固体组分的粒度级配也有明显影响；ＢＳＦ甲Ｂ１５发动机试车蛄果证明高能推进村的实测出冲效 率高于０．９４。井采用软件计算发动机的实测比冲．可预估高能推进荆配方在不同压强厦蠛速备件下标准 试验发动机（ＢＳＦｑ０１６５和ＢＳＦ，ｔａ３１５）试车的实刺比冲值。