附 录
一、主要结论
HTPB推进剂以其优良的力学和能量特性在军事和航天领域中应用广泛，其质量好坏将直接影响弹箭总体中发动机的推力和工作状态。目前，二炮在役的2010、2011、2015、2021、2031系列的一些固体导弹即将达到使用寿命，时刻面临退役报废的严峻形势。本书基于固体导弹武器装备安全管理的特点和实际需求，通过理论分析和试验验证的方法，对废弃HTPB推进剂预处理与再利用中两个关键问题进行了较为深入的研究和探索，得出如下的结论。
（1）高压水射流出口压力的合理选择是影响推进剂破碎和安全性的重要因素，在满足切割条件同时符合压力作业范畴的前提下，计算得到出口压力的范围为60～140 MPa。以高压水射流冲击理论为依据，结合HTPB的力学特性，构建飞片冲击模型和粘弹态—热点模型。基于临界起爆判据P 2tτ=K，以临界起爆压力和临界温度为衡量指标，分别对范围内的出口压力产生的两个危险因素——水锤压力和滞止压力进行安全性分析。结果表明，水锤压力远远低于推进剂的临界起爆压力，在SDT过程中不构成爆轰威胁，并以落锤试验验证了这一判断。但在滞止压力作用下的LALDS过程中，热爆炸的评判需要推进剂内部温度与临界温度的比较结果，而临界温度通过DSC和LASL试验的相互印证而得出。计算最低出口压力时的水射流参数，得到流量小于4.5 L/min，功率小于15 k W，初始段长度为15.62 mm，靶距为19.79～46.32 mm，为试验装置的设计提供技术支持。
（2）根据水射流的安全工艺参数，设计研发小型试验装置，由高压发生系统、数控切割平台和远程监控系统三部分组成，应用于小尺寸推进剂方坯的高压水射流切割试验，从而完成对选取工艺参数的验证与优化。针对试验目的的不同，预制两种不同尺寸和燃速的推进剂方坯，通过埋置不同位置和数量的温度传感器，记录切割过程中的温升变化，验证出口压力的范围。在确定最高出口压力为100 MPa后，运用正交试验对影响切割效果的4个主要因素进行优化，得知当出口压力80 MPa，喷嘴直径0.25 mm，靶距30 mm，单次切割时间15 min时，推进剂损失量达到最大值。在此工艺参数的基础上，除靶距外的各个单因素对切割效果的影响也进行了相应分析。出于安全与再利用的要求，对切割产生的废弃推进剂进行含能组分测定，发现其中AP、Al的含量变化均小于1%，具备制备民用炸药的基础。
（3）废弃HTPB推进剂属于高能物质，其爆热高达6445 kJ/kg，在能量方面不低于大部分民用炸药，本书认为将其制备为含铝硝铵炸药具有合理性与可行性，并提出了降低粒度和添加组分的制备理论。降低粒度旨在破坏其致密的结构，以完成做功方式的转换。采用旋风粉碎方式，转速控制在2000～6000 rpm，可以保证过程安全，粉碎后推进剂粒度约1 mm，有效组分损失率小于5%，起爆性能基本满足炸药组分要求。添加组分旨在改善氧平衡和起爆感度，也是制备过程的关键步骤。基于最大放热原理和零氧平衡原则，选择相容性好、能量高的AN作为氧化剂；针对体系雷管感度较低和易结块等缺陷，选择木粉作为敏化剂，0#柴油作为填充剂，添加物与HTPB推进剂共同制备的含铝硝铵被命名为HPA炸药。
（4）通过理论计算及优化实验，设计得到HPA炸药的最大放热量配方为AN（81.8）∶木粉（3.5）∶柴油（2.0）∶HTPB（12.7）以及HTPB推进剂加入量对爆热、爆容和威力的影响，并完成实验室阶段制备工艺的探讨。从HPA炸药的非理想性爆轰机理入手，运用C-J理论和BKW规则，计算得到爆轰产物和元素组成，并对爆热、爆温、爆压、爆容等爆轰参数进行工程计算和相应测试。根据计算值与实测值的比较结果，对影响爆轰性能的因素和二者产生差异的原因做了详细分析。本书还对HPA炸药的工艺特点和应用领域进行了初步探索，通过与常用露天型铵锑炸药的性能比较，阐明了其适宜用作大尺寸露天型岩石炸药的原因。
二、主要创新点
1.初步建立了以射流工艺参数为主导的预处理安全体系
高压水射流的工艺参数是影响废弃推进剂预处理安全和切割效果的一个重要因素，本书立足于开展实验室阶段的模拟试验，在安全性方面，将推进剂组分和切割环境等“内在因素”固定不变，而注重分析了水射流作用的“外在因素”，选择并确立了高压水射流切割推进剂的安全工艺参数，并通过温升试验和正交试验进行了优化。初步建立了高压水射流切割废弃HTPB推进剂的安全工艺体系，为工程化处理该类危险源提供理论依据和技术支持。
2.解决了废弃HTPB推进剂的资源化利用的难题
废弃HTPB推进剂的独特结构使组分难以有效回收，而热能处理法没有充分利用其高能特性。本书依据废弃HTPB推进剂的特性，创造一种新的再利用技术途径。从制备理论的提出到配方设计，再到实验室制备，最后到爆轰性能测试，阐明了废弃HTPB推进剂制备民用炸药的机理与关键技术，并完成整个制备工作。结果表明，废弃HTPB推进剂制备的HPA炸药属于含铝硝铵炸药，可满足民用炸药的各项产品性能要求；在环保和产生经济效益方面远远优于露天焚烧、焚化炉焚烧和有效成分提取等传统方法，实现了环境保护和回收爆炸性废弃物的和谐统一。
三、需要完善的工作
废弃HTPB推进剂的安全处理属于一项系统工程，本书对其中的关键问题进行了一定的研究，而今后需要解决的问题主要包括以下几个方面。
（1）完善高压水射流的切割安全性研究。开展大尺寸推进剂方坯的制备以及传感器埋置方式的相关试验，继续研究推进剂内不同位置温度的变化规律。在LALDS过程的安全性分析中，要引入有限元方法，对推进剂受水射流冲击的温度变化进行数值模拟，通过理论结果指导试验的开展。待彻底解决高压水射流切割过程中的安全问题后，逐步开展预处理阶段的中试，直至进行工程化的应用。
（2）深化民用炸药和烟火剂的制备研究。发动机按类型、用途和批次的不同，其装药的物理、化学性能略有差异，应建立相应的选择标准。在利用制备民用炸药方面，在保证最大爆热的前提下对配方做进一步调节和优化，对产品性能进行较为系统的测定和分析，并逐步实现批量生产。烟火剂（有色光剂）的制备作为一个极有发展潜力的研究方向，可操作性较强，应在今后做好制备的前期工作。
（3）完成中间过程的技术保障。废弃HTPB推进剂处理的中间过程主要包括AP废水的快速检测与无害化处理和机械粉碎方式的改进。AP废水属于预处理阶段的“三废”之一，由于产生的数量较大，其快速检测与无害化处理是预处理阶段中不可缺少的部分，在实现工程化应用之前应尽快找到一条经济环保的处理途径。目前的旋风式粉碎机仅能将推进剂粉碎至毫米级，不利于与其他组分进行均匀混合，容易造成HPA炸药的爆熄，因此在粉碎方式和粉碎机械方面仍有进一步改进的必要，以获得微米级颗粒为研究目的。