国外含ADN或HNF的高能复合推进剂

二硝酰胺铵(ADN)和硝仿肼(HNF)是两种新型氧化剂,它们与固体推进剂常用的氧化剂AP相比具有能量贡献更大(比冲大3～10s)、燃烧产物低特征信号、无污染等特点.ADN在推进剂中应用的技术关键是球形化和提高化学安定性.实验证明,以ADN为基的推进剂在工艺上可行;燃烧稳定,燃速较高,在6～55MPa压力范围内n=0.68;化学安定性和相容性满足要求,故ADN将是21世纪首选的AP替代物.荷兰人近年在HNF的合成改进和纯度的提高方面取得很大进展,很大程度上克服了HNF安定性和相容性差的缺点,可以用复合推进剂的常用工艺制造出HTPB/HNF推进剂样品,并测出基本性能,但力学和长贮性能尚有待改进.     

ADN推进剂国外研究进展

作为一种有望替代固体推进剂中传统氧化剂高氯酸铵(AP)的高能且不含卤素的新型氧化剂,二硝酰胺铵(AND)不仅能提高推进剂的能量、降低其特征信号,且其燃烧产物对环境友好;因此,ADN在多种类型推进剂中的应用研究自其被合成之日起就一直受到广泛关注。简要综述了国外在ADN高能钝感、低特征信号固体推进剂,凝胶推进剂及液体单组元推进剂中的研究状况。     

ADN高能固体推进剂的吸湿性

采用平衡器、高效液相色谱、水接触角和机械感度等方法研究ADN及改性ADN基高能固体推进剂的吸湿规律和感度特性。研究结果表明,ADN基高能固体推进剂样品具有较强的吸湿性,25 ℃,相对湿度75%下吸湿72 h后,增重率达9%,且样品表面出现大量含ADN的液滴;而改性ADN基高能固体推进剂的吸湿性显著降低,增重率仅为0.3%,无液滴出现,主要原因是改性ADN与水的接触角显著增加,由改性前8°增加至78°,降低了ADN与空气中水分子的吸附作用。改性ADN基高能固体推进剂的撞击感度和摩擦感度明显改善,临界撞击能由改性前8.1 J提高至14.3 J,摩擦感度由60%降低至32%,这为ADN在固体推进剂中的应用奠定了一定的基础。     

ADN推进剂的研究发展

二硝酰胺铵(ADN)是一种能量高、且不含卤素的新型氧化剂,用其取代固体推进剂中广泛使用的高氯酸铵(AP)或者硝酸铵,能大幅度地提高推进剂的能量,降低特征信号和减少环境污染,所以被认为是下一代低特征信号推进剂的候选氧化剂之一.重点介绍了国外在ADN推进剂研究领域取得的进展.     

新型含能材料在丁羟复合推进剂中的应用进展

丁羟复合固体推进剂是以端羟基聚丁二烯(HTPB)为粘合剂的一类固体推进剂。在其成熟的技术体系上,根据目前存在的燃烧羽焰不清洁和燃烧效率较低的问题,介绍了新型含能材料在丁羟复合推进剂中的应用情况。为了实现燃烧羽焰的清洁性,可以使用六硝基六氮杂异伍兹烷(CL?20)、多氮化合物等高能化合物替代部分高氯酸铵(AP),而二硝酰胺铵(ADN)、硝仿肼(HNF)有希望完全替代丁羟推进剂中的AP;而为了提升铝(Al)粉的燃烧效率,可以使用三氢化铝(AlH_3)、纳米Al和各种复合Al粉。总的来说,在丁羟推进剂中应用新型含能材料应当遵循问题导向,以实现燃烧羽焰清洁性和提高铝粉燃烧效率为目标,充分挖掘无氯类氧化剂和铝基复合材料等新型含能材料的特性价值,从而进一步拓展丁羟推进剂应用范围,为推动固体动力技术在军事和民用领域的全面发展做出贡献。     

低特征信号推进剂研究进展

从高能氧化剂、含能粘合剂、含能催化剂等主要方面综述了国内外低特征信号推进剂研究的最新进展，主要介绍了CL—20、ADN及GAP型低特征信号推进剂的研究和应用，并描述了高氮化合物在低特征信号推进剂方面的应用。     

富燃推进剂的研制现状及展望

分析了固体火箭冲压发动机对富燃料推进剂的要求，重点介绍了国内外镁铝、碳氢燃料和含硼富燃料推进剂应用及研究现状，提出了高性能富燃料推进剂研制中急需解决的关键技术和技术途径，并根据冲压发动机的特点，指出今后应开展能量可控的膏状富燃料推进剂、高能GAP／ADN／B推进剂和低特征信号富燃料推进剂的研制。     

ADN/GUDN双氧化剂对NEPE固体推进剂燃烧性能的影响

设计并制备了含N?脒基脲二硝酰胺盐(GUDN)和二硝酰胺铵(ADN)的硝酸酯增塑聚醚(NEPE)固体推进剂样品,测试了推进剂的燃烧性能(燃速和压强指数)、燃烧火焰结构和燃烧波温度分布,并与不含GUDN和ADN的推进剂性能进行对比。结果表明,GUDN/ADN双氧化剂对NEPE推进剂的燃烧性能有明显的影响,推进剂配方中添加ADN可提高推进剂的燃速和压强指数,含15%、20%和22.5%的ADN替换高氯酸铵(AP)可使推进剂在7.0MPa下的燃速提高25.30%、36.76%和47.69%,GUDN使推进剂在7.0 MPa下的燃速降低18.97%,而压强指数在1～15 MPa提高12.04%,而且在不同压力下含双氧化剂的NEPE推进剂的燃烧火焰结构呈多火焰结构,而且火焰的亮度随着压强的增大而变亮。     

BAMO·THF复合推进剂能量特性计算与分析

利用最小自由能法研究了以3，3-二叠氮甲基氧丁环（BAMO）与四氢呋喃（THF）共聚醚（PBT）为粘结剂，高氯酸铵（AP）、黑索今（RDX）、铝粉（Al）、二硝酰胺铵（ADN）为固体填料，不同增塑剂条件下推进剂比冲变化规律。理论计算表明：以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）作增塑剂时，推进剂比冲随RDX含量变化呈抛物线形，固体填料存在最佳添加比；NG／DEGDN增塑体系推进剂比冲高于A3体系。15％ADN取代AP时，由于燃烧产物平均相对分子质量降低，推进剂比冲显著提高。     

HTPB/ADN推进剂反应气孔产生机理研究

为揭示HTPB／ADN／AP／Al推进剂产生气孔的原因，制备了一系列含ADN和TEA、T-313、MAPO、HX-752等键合剂的推进剂样品，试验确定与ADN反应产生气孔的组分，并通过DSC／TG-IR／MS联用仪分析了产生气孔的反应机理。结果表明，含固化剂TDI、IPDI和醇胺类键合剂TEA、T-313的推进剂样品不产生气孔，而含氮丙啶类键合剂MAPO、HX-752的样品固化后均出现气孔。DSC法证实MAPO与ADN产生强烈的作用，使ADN的主要放热分解峰温度降低99．7℃。在50℃，MAPO与ADN混合物（质量比1：1）加热2h的过程形成了气体产物：N2O、NO2，并通过质谱检测到其存在。分析认为，推进剂中氮丙啶类键合剂促使了ADN的分解，形成反应气孔。     

硝酸肼及硝酸肼基推进剂的研究进展

20世纪60年代,硝酸肼(HN)曾和高氯酸肼(HP)、二高氯酸肼(HP2)、高氯酸羟胺(HAP)、硝仿肼(HNF)等化合物一起成为有希望替代高氯酸铵(AP)的新型含能材料, HN虽然比AP生成焓高, 燃气相对分子质量小, 但由于推进剂燃烧特性不良等缺点而未能应用.近来, HN以其低特征信号和低污染特性再度成为固体及液体火箭推进剂中受到关注的能量成分, HN推进剂的燃烧性能也获得了令人鼓舞的改善.介绍了HN、 HN基固体推进剂及HN单元液体推进剂的最新研究进展.     

ADN/GUDN 双氧化剂对NEPE 固体推进剂燃烧性能的影响（英）

设计并制备了含N?脒基脲二硝酰胺盐（GUDN）和二硝酰胺铵（ADN）的硝酸酯增塑聚醚（ NEPE）固体推进剂样品,测试了推进剂的燃烧性能（燃速和压强指数）、燃烧火焰结构和燃烧波温度分布,并与不含GUDN和ADN的推进剂性能进行对比。结果表明,GUDN/ADN 双氧化剂对NEPE推进剂的燃烧性能有明显的影响,推进剂配方中添加ADN可提高推进剂的燃速和压强指数,含15%、20%和22.5%的ADN替换高氯酸铵（AP）可使推进剂在7.0MPa 下的燃速提高25.30%、36.76%和47.69%,GUDN使推进剂在7.0MPa下的燃速降低18.97% ,而压强指数在1~15MPa提高12.04%,而且在不同压力下含双氧化剂的NEPE推进剂的燃烧火焰结构呈多火焰结构,而且火焰的亮度随着压强的增大而变亮。     

富燃料推进剂的研制现状及展望

分析了固体火箭冲压发动机对富燃料推进剂的要求, 重点介绍了国内外镁铝、碳氢燃料和含硼富燃料推进剂应用及研究现状, 提出了高性能富燃料推进剂研制中急需解决的关键技术和技术途径, 并根据冲压发动机的特点, 指出今后应开展能量可控的膏状富燃料推进剂、高能GAP/ADN/B推进剂和低特征信号富燃料推进剂的研制.     

BAMO-THF复合推进剂能量特性计算与分析

利用最小自由能法研究了以3,3-二叠氮甲基氧丁环(BAMO)与四氢呋喃(THF)共聚醚(PBT)为粘结剂,高氯酸铵(AP)、黑索今(RDX)、铝粉(Al)、二硝酰胺铵(ADN)为固体填料,不同增塑剂条件下推进剂比冲变化规律.理论计算表明: 以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)作增塑剂时,推进剂比冲随RDX含量变化呈抛物线形,固体填料存在最佳添加比; NG/DEGDN增塑体系推进剂比冲高于A3体系.15% ADN取代AP时,由于燃烧产物平均相对分子质量降低,推进剂比冲显著提高.     

浅谈固体推进剂燃烧催化剂的评判标准

<正>1燃烧催化剂的技术内涵固体推进剂的燃烧性能调节是实现其工程化应用的必要途径。燃烧催化剂作为固体推进剂的核心功能组分,可在调节固体推进剂燃速,控制能量释放和羽流特征信号等方面起重要作用。目前,对固体推进剂燃烧催化剂的研究主要包括四方面:一是设计制备新型多功能燃烧催化材料并表征其结构和稳定性;二是评估新型催化剂与推进剂组分的相容性和安定性;三是分析燃烧催化剂对推进剂主要组分的催化热分解动力学及机理;四是探讨催化条件下固体推进剂的燃速压力指数、火焰结构与燃烧波温度的变化规律(Q L Yan,F     

ADN氧化剂的合成及其在推进剂中的应用

综述了ADN的合成、性质及其在推进剂中的应用，认为球形ADN具有能量高、感度低、特征信号低，对环境无污染等优点，将其作为氧化剂在高能低特征信号推进剂中有着广阔的应用前景。     

吸收系数对激光烧蚀二硝酰胺铵推进性能影响

为研究吸收系数对激光烧蚀二硝酰胺铵（ADN）-丙酮基液体推进剂的推进性能的影响,将ADN液体工质在0~80%区间内,按照10%为等比例间距,与吸收剂充分混合构成不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂。利用近红外光谱仪测量装置对不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂的吸收系数进行测量与计算;在激光能量60 mJ,液膜厚度300 μm的工况下,利用高精度扭摆对激光烧蚀不同比例的ADN-丙酮基液体推进剂所产生的冲量进行测量。实验结果表明：随着ADN含量的增加,吸收系数呈现下降趋势。当ADN含量达到30%时,冲量取得峰值并随后不断下降,当ADN含量达到80%时,冲量又产生一个大幅度上升。分析认为,ADN含量为30%~70%时冲量不断下降主要原因是由于吸收系数的下降导致推进剂所沉积的激光能量变少引起的,而ADN含量为80%处的冲量大幅度上升则是由于吸收系数趋于0的推进剂与基底构成“水炮靶”,激光烧蚀基底容器,推进剂起到约束作用而造成的。     

德国关于高性能固体推进剂研究的最新进展

综述了德国ICT关于高性能固体推进剂研究的最新进展。重点介绍了ICT为发展高性能固体推进剂所制定的研究计划以及近期研制的新型叠氮增塑剂和水下推进系统用固体推进剂配方。     

美、俄、德凝胶推进剂的发展现状

对美国、俄罗斯和德国近年来在凝胶推进剂研究领域取得的一些新进展进行综述,重点介绍了双组元凝胶推进剂、ADN/水凝胶推进剂、膏体推进剂和含纳米材料凝胶推进剂的性能及应用。指出今后凝胶推进剂的发展前景十分广阔。     

PGN/ADN推进剂的燃烧性能

采用靶线法在3.0～15.0MPa压强范围内,研究了固含量、铝粉含量、二硝酰胺铵(ADN)的粒径及含量、燃速调节剂及热稳定剂对PGN/ADN推进剂燃烧性能的影响。结果表明,ADN的粒径(450μm,450～900μm)和含量(0%～30%)增加时,PGN/ADN推进剂的燃速和压强指数均适当增加;改变Al粉含量,PGN/ADN推进剂的燃速和压强指数均无明显变化;添加适量(0.5%)燃速调节剂Fe2O3可增加推进剂的燃速并降低压强指数,添加适量(0.5%)燃速调节剂草酰胺可有效降低压强指数。添加适量稳定剂(1%)2-硝基二苯胺(2-DNPA)和N-甲基-4-硝基苯胺(MNA)可以使推进剂的压强指数分别由0.49降低到0.34和0.40。