3。3。4  AP对内火焰反应结构的影响 13

3。4  复合推进剂化学结构参数的计算 14

3。4。1  BIJ矩阵 14

3。4。2  推进剂组元热分解相对独立假设 14

3。5  燃速预估公式的建立 14

4  AP/HTPB复合推进剂燃速预估模型的验证与研究 16

4。1  预估公式的计算程序 16

4。2  模拟结果对比 18

4。3  AP单粒度模型燃速的变化规律 19

4。3。1  AP含量对燃速的影响 19

4。3。2  AP粒度对燃速的影响 20

4。3。3  燃烧压强对燃速的影响 21

4。4  AP双粒度模型燃速的变化规律 21

4。4。1  AP双粒度模型粒度对燃速的影响 21

4。4。2  AP双粒度模型含量配比对燃速的影响 23

5  AP/HTPB复合推进剂热力学参数的模拟计算 25

5。1  DSC实验 25

5。2  计算方法 25

5。3  测试结果与分析 27

5。4  总结 29

结论 30

1  引言

1。1  研究背景

固体推进剂是发动机的能源，又是工质源。它在燃烧室中燃烧，将推进剂的化学能释放出来，转换为热能，以供进一步的能量转换。同时燃烧生成的燃烧产物又是能量转换过程的工质。它作为能量载体，携带热能，在流经喷管的过程当中加速膨胀，将热能转换为燃气流动的动能，使燃气以很高的速度喷出喷管，形成反作用推力。这就是固体火箭发动机的能量转换过程。作为能源和工质源的固体火箭推进剂，从根本上决定了发动机的能量特性，并在一定程度上影响了能量转换过程的效率，因而它成了发动机的重要组成部分。弹丸在飞行过程中，其所受到的阻力主要包括：摩擦阻力、激波阻力和底部阻力。大多数情况下底部阻力占整个阻力的比重最大。因此通过降低弹丸的底部阻力能够有效地提高炮弹的射程，为了降低弹丸的底部阻力，底部排气技术便需要进行研究。

典型的现代复合推进剂是由氧化剂、金属燃料和高分子黏合剂为基本组元组成的，再加上少量的添加剂来改善推进剂的各种性能。其中氧化剂和金属燃料都是细微颗粒，共同作为固体含量填充于黏合剂的基体之中，形成具有一定机械强度的多组元均匀混合体。

氧化剂为金属燃料和黏合剂的燃烧提供所需的氧，是主要的能源。其含量达到60%~80%，是构成推进剂的最基本的组元，对推进剂的性能和工艺起着重要的影响。因此要求氧化剂含氧量高，或自由氧含量高，有利于燃料组元的完全燃烧，来使能量得到提高；生成焓高，氧化剂本身具有较高的能量；密度大，由于氧化剂在推进剂中的含量最高，其对推进剂整体的密度贡献最大；气体生成量大，即燃烧产物的分子量较低，使比冲得到提高；物理化学安全性能好；与其他组元相容性好；经济性好。其中过氯酸铵（AP）是目前应用最为普遍的氧化剂。虽然它的含氧量并非最高，但气体生成量大，本身生成焓也高，与其他组元相容性好，成本低，能大量生产，其他性能都表全面；缺点是含有原子量较大的氯原子。