7.1 复合推进剂能量性能
2025年09月20日
7.1 复合推进剂能量性能
为获得高比冲性能的固体复合推进剂,常常需对推进剂配方进行优化。有关固体复合推进剂比冲性能的研究途径可通过发动机进行实测,也可基于固体复合推进剂配方进行理论计算预测。固体复合推进剂比冲理论预测是在给定推进剂配方、初始温度以及发动机燃烧室压力和喷管出口压力条件下,根据推进剂燃烧达到最小自由能时的化学平衡产物,获得推进剂能量比冲特性[2]。该方法可快速分析推进剂比冲性能影响因素,指导推进剂配方设计,加快推进剂研发进度,降低研发成本。
本节采用推进剂比冲性能计算软件,设定推进剂初温为298 K、燃烧室压力为6.86 MPa、出口压力为0.1 MPa,系统地对BAMO-r-THF共聚醚复合推进剂比冲(Isp)、特征速度(C*)、燃烧温度(Tc)及燃烧产物平均相对分子质量进行了计算分析。为保证复合推进剂实际制备时的工艺条件,理论计算时设定BAMO-r-THF共聚醚黏合剂含量为10%,增塑比为1.5。由于含铝推进剂燃烧时生成Al2O3颗粒,使得推进剂特征信号大大增强,而无铝推进剂又会产生振荡燃烧。因此,本节对于BAMO-r-THF基固体复合推进剂能量理论计算时铝粉含量设定不高于10%。增塑剂2,2-二硝基丙醇缩甲醛与2,2-二硝基丙醇缩乙醛等质量比混合物(A3)、硝化甘油与二乙二醇二硝酸酯等质量比混合物(NG/DEGDN)、固体填料高氯酸铵(AP)、黑索今(RDX)、铝粉(Al)以及二硝酰胺铵(ADN)等各组分物性参数见表7-1。
表7-1 组分物性参数