煤油凝胶燃料流变及雾化特性实验研究(2)
3.2.2 煤油凝胶推进剂的触变性研究 17
3.2.3 煤油凝胶推进剂的流变学研究 18
3.3 小结 25
4 凝胶雾化实验 26
4.1 实验装置 26
4.1.1 实验装置性能要求 26
4.1.2 实验系统 26
4.1.3 PIV测试系统 27
4.2 实验步骤 27
4.3 实验结果及分析 28
4.3.1 影响雾化的因素 28
4.3.2 喷注器射流速度对雾化的影响 28
4.3.3 撞击角度对撞击式喷嘴雾化的影响 32
4.3.4 撞击距离对雾化的影响 34
总 结 38
致 谢 39
参考文献 40
1 绪论
1.1 引言
近年来，随着航空航天事业的不断发展与进步以及军事领域对灵巧弹药的进一步研究，火箭发动机对推进剂的各项主要性能指标都提出了更高的要求。因此对于同时具有低特征信号、高能、顿感、环保等特点的推进剂研究也就成为了世界各国的主要研究方向。这方面的研究将在太空探索对航天运载工具消费性能和未来战争对武器系统性能的改善方面起到很大的作用。对于固体、液体推进剂的新型号的研究仍在不断深入，但仍难以满足火箭发动机向着大载荷比、低易损性、低成本等方向发展的要求。因此，当前世界各国研究的主要方向都集中在同时具有固体推进剂和液体推进剂的优势，并能够实现其两者优势互补的凝胶推进剂上。[1] 作为化学火箭领域中的一种新型推进剂，凝胶推进剂兼具了液体和固体火箭推进剂的诸多优点。火箭发动机性能主要受到推进剂性能的影响。对于液体火箭发动机，从燃烧室压力、氧化剂/燃烧剂混合比以及喷管面积比等方面着手来提高发动机性能的余地已很有限；对固体火箭发动机，在其推力会变化，利用脉冲工作方面仍有很大的努力空间。我们通过简单的工艺将其凝胶化成为液体火箭凝胶推进剂、固体火箭凝胶推进剂、固液火箭凝胶推进剂，由于凝胶的物化特性凝胶（膏体）推进剂具有不容易外泄、能长期保存、在贮存箱中不易晃动、对冲击和碰撞等不敏感的特性。近年，国内外在推进剂的凝胶化方面进行了大量研究工作，也取得了一定的进展。
凝胶推进剂与固体推进剂和液体推进剂相比较，具有明显优势:
（1）安全性方面：与固体推进剂相比较，符合钝感弹药的要求，对于冲击、碰撞、和静电释放感度等不敏感；且在发动机发生意外点火的情况下，由于凝胶推进剂有类似于液体推进剂的燃烧特性，可以及时控制并阻止意外燃烧。比固体火箭发动机更能灵活控制推力；与液体推进剂相比，在输运和贮存的过程中凝胶推进剂的外泄率大大降低；而且在推进器存储罐意外发生泄漏时，凝胶推进剂特殊的流变性可阻止推进剂进一步分解、挥发、失效。
（2）应用方面：与固体推进剂相比，凝胶不需要经过多道麻烦的工序，如固化，和脱模低了成本、减少了生产危险性并可获得接近1的装填系数。与液体推进剂相比较，它能够提高液体推进剂的比冲、密度、安全性、和其他使用性能；凝胶推进剂有类似与液体推进剂的燃烧特性，容易控制，可以实现姿态调控与推力控制的功能；
（3）贮存方面：凝胶推进剂不但具有很好的稳定性，有利于长期储存，而且与液体推进剂一样易于包装；
1.2 煤油凝胶推进剂的概念
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