一、主要研究内容

一、主要研究内容

(一)基于预处理安全问题的研究

针对发动机使用寿命到期但重新浇铸后仍能继续服役的发动机失效药柱的“取药”方法进行系统研究发现,采用高压水射流处理是一种可安全清除导弹发动机壳体中固体推进剂并且不对发动机造成任何损伤的方法,并已得到了广泛的应用。尽管高压水射流具有“降感、降温”等显著优点,但射流与推进剂的接触仍属于刚性接触,处理过程中的热量积聚问题在特定条件下也有导致燃烧或爆炸等安全事故的可能性。根据高压水射流冲击HTPB推进剂时可能发生的3种点火模式,点火临界条件与推进剂的种类、配方,高压水射流的水力参数、射流参数以及外界条件等众多因素都有联系。目前,采用该技术处理废弃HTPB推进剂需要解决两个关键问题:一是如何保证过程的安全性;二是得到影响切割效果的工艺参数。

由于国内研究机构对于射流参数与推进剂冲击危险性之间联系的系统研究尚不深入,在安全性分析方面过于注重推进剂组分和特性等“内在因素”,而忽略了水射流作用的“外在因素”,导致水射流参数的选择主要参照国外的做法,存在“拿来就用”的问题。但是国内外HTPB推进剂的配方不同,作为高压水射流的首要参数——出口压力的选择,也势必存在较大差异。为确保高压水射流“清药”过程中的安全性,极有必要建立以水射流参数为主导的安全性体系,在发动机与推进剂作为一个整体的基础上对出口压力等射流参数进行选择和优化,便于形成标准化应用于以后的工程实践中。

(二)基于后处理再利用问题的研究

热能处理法和有效组分回收法作为后处理中再利用的主要方法各有利弊,但都存在成本较高、回收率低等缺点,其理论意义大于实践意义。由于可操作性不强,一般为政府或军方行为,很难进入商业领域,因此必须开辟新的再利用途径。由于HTPB推进剂与猛炸药、烟火剂等在理论上同属于含能材料,在配比上和性能上有很大相似之处,如果对其进行只改变物理形态,不改变组分和性质的制备处理,无疑会取得较好的预期效果。通过对HTPB推进剂的形态、组分及其含量、爆炸性能、能量密度、安全性进行研究分析可知,将其制备为含铝硝铵炸药,其计算结果表明,将明显提高原有配方炸药的爆轰性能。当前全国对民用炸药的需求量极大,每年的消耗量可达几百万吨,而国内用废弃单/双基发射药制备民用炸药的研究已经进入工业化生产阶段,系列产品产生了较好的经济效益,也为我们的制备工作提供了宝贵的经验。在此基础上,针对HTPB推进剂的特性,需要选择合适的氧化剂、敏化剂和其他组分进行添加,以改善整体的爆轰性能。由于HTPB推进剂中铝粉含量较高,可以参照含铝炸药的配方设计和制造工艺,根据氧平衡原理,将其作为一个组分直接引入,并进行相应的爆轰测试。