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基于AP预处理技术的粉末推进剂性能
Performance of Powder Propellant Based on AP Pretreatment Technology
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中文摘要:
      为了提高高氯酸铵(AP)粉末推进剂的长期贮存性和高效燃烧性,利用预处理技术对AP粉末进行包覆团聚,改善其表面特性。采用吉布斯最小自由能法计算Al/AP粉末火箭发动机的能量特性,利用预处理实验分析端羟基聚丁二烯(HTPB)对AP粉末的装填密度、吸湿性能和热分解特性的影响,并进行密闭燃烧器点火实验,研究氧燃比和装填量对Al/AP粉末推进剂能量特性参数的影响规律。结果表明: AP的最佳预处理材料配比为添加10%HTPB,且在氧燃比为3∶1时,Al/AP粉末火箭发动机的理论比冲最高达262.1 s; 一定范围内,随着氧燃比的增加,粉末推进剂的能量特性参数均有所增加; 在氧燃比相同条件下,单位质量粉末推进剂成气量基本相同,随着粉末装填量的增加,燃温和特征速度均有所提高。
中文关键词: Al/高氯酸铵(AP)粉末推进剂  吸湿性  热分解特性  点火燃烧特性
英文摘要:
      The ammonium perchlorate (AP) powder was coated and agglomerated to improve the powder propellant surface properties, which provided the conditions for Al/AP propellant long-term storage and high efficiency combustion. The energy characteristics of Al/AP powder rocket motor were calculated by Gibbs minimum free energy method, and the effects of the hydroxyl-terminated polybutadiene(HTPB) to AP powder on the loading density, hygroscopicity, and thermal decomposition were analyzed by pretreatment experiments. The ignition tests were conducted in the closed burner to study the effect laws of O/F and packing quality to the energy characteristic parameters of Al/AP powder propellant. The results show that, the optimal material ratio of AP pretreatment is 10%HTPB, and in this circumstance, the theoretical specific impulse of Al/AP powder rocket engine can be up to a maximum of 262.1 s at 3∶1 of O/F. The energy characteristic parameters of powder propellant will increase with the growth of O/F in a certain rage; the gas generating quality of powder propellant per unit mass is basically equal at the same O/F, and both combustion temperature and velocity characteristics will increase with the growth of packing quality.
英文关键词: Al/AP powder propellant  hygroscopicity  thermal decomposition characteristics  ignition and combustion characteristics
DOI:10.11943/j.issn.1006-9941.2017.08.002
基金项目:国家自然科学基金(51576166)
引用文献:武冠杰,任全彬,胡春波,马少杰,刘林林.基于AP预处理技术的粉末推进剂性能[J].含能材料,2017,25(8):627~632
作者单位E-mail
武冠杰 西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室, 陕西 西安 710072 incampus@sina.com 
任全彬 西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室, 陕西 西安 710072 ;中国航天科技集团公司第四研究院, 陕西 西安 710025  
胡春波 西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室, 陕西 西安 710072  
马少杰 西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室, 陕西 西安 710072  
刘林林 西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室, 陕西 西安 710072  
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