热老化改性双基推进剂拉伸力学性能及强度主曲线

为探讨老化高固含量改性双基推进剂(CMDB)的准静态拉伸力学性能,在四种温度(323,293,273,253 K)和不同应变率(3.3×10-5、3.3×10-4、3.3×10-3、3.3×10-2 s-1)条件下,开展了CMDB推进剂单轴拉伸实验;对不同老化时间(0,10,20,35,50,65,80,100 d)的CMDB推进剂试样进行了气相色谱实验,研究了CMDB推进剂老化后的力学性能和中定剂含量的变化.结果表明,老化过程中最大伸长率和中定剂含量呈显著下降趋势,可以作为老化后的CMDB推进剂的失效判据.利用时间温度等效原理(TTSP),得到了CMDB推进剂最大抗拉强度主曲线,建立了老化强度主曲线方程,该方程可以在准静态应变率范围内对不同老化时间的CMDB推进剂的最大抗拉强度进行预估.     

HTPB推进剂填料/基体界面粘结性能老化特性研究

采用扫描电镜观察和测试探测液在填料AP、粘合剂基体上接触角的方法,并通过计算填料与基体的粘附功和界面张力,研究了15%定应变和无应变贮存条件下HTPB推进剂填料/基体界面的粘结性能.结果表明,定应变和无应变贮存条件下HTPB推进剂填料与粘合剂基体的粘附功Wa随老化时间的延长而减小,界面张力γsl随老化时间的延长而增大,填料/基体界面粘结变差,HTPB推进剂填料/基体界面粘结性能可由填料与粘合剂基体的粘附功、界面张力来表征.定应变作用下推进剂老化后粘附功的值远低于无应变的值,界面张力的值远高于无应变的值,定应变的存在加剧了推进剂填料/基体界面粘结的劣化.     

低场核磁共振技术在火炸药老化性能评估中的应用

低场核磁共振(Low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)技术具有快速、无损、连续、精确等优点,近年来在火炸药基体的交联密度测定、固化过程监测及老化性能评估领域受到了关注。介绍了低场核磁共振的基本原理,归纳了低场核磁共振技术在复合固体推进剂固化监测、复合固体推进剂和浇注PBX炸药交联老化评定、新型云爆剂老化特性评估等方面的应用状况,提出了应进一步深入开展LF-NMR在火炸药老化性能监测方面的研究,解决不同种类~1H弛豫特性的分类监测、弛豫特征参量与力学性能关键参量的相关性方程建立等重点问题,加强低场核磁共振中的弛豫特性关键参量——横向弛豫时间T_2在火炸药老化性能评估中的应用。     

NEPE推进剂无损型贮存寿命预估

为了实现对硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂药柱贮存寿命进行预估时的测量无损性,通过对施加10％定压缩应变的NEPE推进剂进行高温热加速老化实验、气体含量监测实验、单向拉伸力学性能实验,基于相关性分析和寿命预估模型,提出了一种以特征气体含量变化为基础数据的无损型寿命预估模型.结果表明,NEPE推进剂贮存老化过程中,CO气...     

固体火箭发动机结构健康监测技术研究进展

对基于固体火箭发动机的结构健康监测技术进行了概述。从被动监测系统与主动监测系统两个角度,分析了各类技术手段的特点、应用前景。介绍了压电阻抗法的原理、应用方向以及发展趋势,并对基于压电阻抗法的固体推进剂老化研究的意义以及发展趋势进行了综述。     

定应变下HTPB推进剂延伸率二元回归模型

为研究自然条件下HTPB推进剂最大延伸率变化和寿命评估的模型,基于定应变下高温加速老化对推进剂延伸率的影响,考虑力-热耦合作用,综合线性和指数模型的特点,建立了二元回归模型。将该模型应用到自然贮存延伸率预测和寿命评估中去,该模型具有很好的相关性。在该模型下某自然贮存HTPB推进剂10年后延伸率满足要求的概率为0.9。该模型可以用来预测HTPB推进剂的使用寿命。     

NEPE推进剂湿老化特性研究

开展了NEPE推进剂在不同环境条件下湿老化试验,监测了试验过程中推进剂的吸湿率、力学性能和稳定剂含量的变化.结果表明,吸湿严重影响NEPE推进剂力学性能.85%RH环境条件下,抗拉强度下降幅度可达70%.NEPE推进剂吸湿平衡湿度低,11%RH时仍有轻微吸湿.短期吸湿引起的力学性能下降可通过干燥手段恢复.湿老化速度与试件尺寸及暴露表面积有关.高温加速老化条件下,湿气加剧NEPE推进剂的化学老化,表明长期贮存有必要考虑湿气引起的不可逆化学反应.     

HTPB 推进剂粘结体系的热氧老化及防护研究

针对海军战术导弹固体火箭发动机端羟基聚丁二烯(hydroxyl-terminated polybutadiene,HTPB)推进剂老 化问题,对HTPB 推进剂粘结体系的老化及防护进行探讨。对丁羟聚氨酯热氧老化机理及影响因素进行介绍,分别 从物理防护与防老剂的化学防护2 方面概述了HTPB 推进剂粘结体系的防护。从老化实验、仪器分析及分子模拟3 方面对老化及防护的研究方法进行了总结,并对分子模拟技术在HTPB 推进剂老化及防护研究的应用前景进行展望。 该研究对未来HTPB 推进剂的防老化及导弹贮存、使用性能的提高有一定指导意义。     

基于凝胶百分数的推进剂贮存寿命及其可靠性分析

选择凝胶百分数作为老化性能评定参数,根据凝胶百分数与老化时间的关系,建立了推进剂贮存寿命预估模型;采用Monte-Carlo法分析了某固体推进剂贮存的寿命及其可靠性问题.结果表明:在常温下该推进剂的贮存寿命为5.93a,可靠度为0.83.     

固体推进剂老化研究综述

老化研究的重要性起因于推进剂安全寿命之评价。本综述之目的是广泛的叙述在文献上可得到的这方面的最新情况,其中包括双基固体推进剂和复合固体推进剂。本文包括的课题如下:1.破坏标准,2.安全寿命的估计,3.弹道特性和分解特性的变化,4.机械性能的变化,5.老化的历程。本文有18篇参考文献,作者为印度科学院的K.Kishore和G.Prasad。从广义上讲,老化就是固体推进剂在儲存过程中之“变质”,该变质导致固体火箭发动机性能的改变。通常进行的老化研究有两类:正常老化,加速老化。推进剂之加速老化就是把推进剂儲存在高溫下以减少试验时间,因而在较短的时间內即可进行预测。然而,有时外推的结果与在正常条件下观察到的变化并不一致。老化通常引起弹道性能(燃速、热值等等)和机械性质(模量、极限抗拉和抗压强度、产生裂缝和空隙等等)发生变化。达些变化可能在规定的许可范围之內,也可能超出规定范围;而且可能使火箭发动机平隐地工作但改变了性能,或者可能使发动机破坏。后一类称为“破坏标准”,     

双基球扁药中的钝感剂迁移现象及其对燃烧性能的影响

为研究双基球扁药贮存过程中钝感剂的迁移现象,采用显微拉曼技术,表征了经加速老化后小分子钝感剂邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和高分子钝感剂聚新戊二醇己二酸酯(NA)在双基球扁药中的浓度分布状态;并利用密闭爆发器试验,测试了双基球扁药的燃烧性能。结果表明,在由表及里的一维方向上,钝感剂DBP、NA的浓度呈指数规律变化,符合Fick第二扩散定律;加速老化过程中,在双基球扁药中DBP的迁移是双向的,钝感剂分布的浓度梯度会逐渐降低,扩散深度增加,浓度峰值位置向内偏移,双基球扁药燃烧渐增性能也随之下降;高温会加剧钝感剂的迁移现象,65,75,85℃高温条件下老化10天的球扁药样品,其燃烧渐增性特征值分别为1.3351、1.2917、1.1888;随着温度的升高,双基球扁药的燃烧渐增性能下降幅度也随之加大;而在相同条件下,NA较DBP具有更好的抗迁移特性。     

考虑泊松比的HTPB推进剂贮存老化反应速率研究

对某型号HTPB推进剂在35℃、50℃、65℃条件下进行了加速寿命试验,并选用最大延伸率表征推进剂性能变化情况;对HTPB推进剂高温加速寿命试验的老化起点进行了修正,并推导出了考虑泊松比条件下的推进剂老化反应速率模型;根据加速老化试验结果,对模型的参数进行了求解,验证得出考虑泊松比变化条件下的某型号丁羟推进剂药柱预估寿命要长于未考虑泊松比的预估值;对含有不同含量防老剂的HTPB推进剂在80℃条件下的加速寿命试验结果表明:少量防老剂的添加可以有效对推进剂进行延寿.     

基于近红外技术的火药安定期评价新方法

为解决现存火药安定性评价方法安全性差、操作繁琐、耗时等问题,提出一种火药安定期评价新方法。采用热加速老化方法获取不同安定剂含量的实验试样,开展火药老化的动力学方程研究。借助近红外技术与化学计量学方法建立了安定剂含量的近红外定量模型,经过对模型的分析和优化得到安定剂含量的最佳定量模型。实例应用结果表明:该模型的决定系数R²为0.999 6,预 测最大误差低于0.04%,证明了该模型具有高度可行性,可实现火药安定期的无损、快速、实时评估。     

Effects of Plasticizers,Antioxidants and Burning Rate Modifiers on Aging Performance of the HTPB/HMDI Composite Solid Propellant

The effects of plasticizers,antioxidants and burning rate modifiers on the aging performance of the composite solid propellant based on hydroxyl-terminated polybutadiene(HTPB)/hexamethylene diisocyanate(HMDI)were explored by apply-ing an accelerated aging program for 90 day at 70 ℃. The HTPB propellant matrix with the diisooctyl sebacate(DOS)as plasti-cizers and diisooctyl azelate(DOZ), antioxidants as N,N ′-Diphenyl-p-phenylenediamine(AO) and 2,2′-methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol)(cyanox 2246)and burning rate modifiers as barium ferrite(BF),copper chromites(CC)and fer-ric oxide(FO)were varied. Results show that sample(S1)which based on DOS decreases the stress value and increases the strain value which considered to be an excellent start for aging program. Sample(S3)containing AO presents the higher resis-tance to oxidation showing the better performance that reflects on increasing the shelf life of the composite solid propellant mo-tor. Sample(S5)which based on BF enhances the ballistic performance among over the other tested two samples. The accelerat-ed aging program allowed us to estimate the motor in-service lifetime.     

固体火箭发动机药柱概率贮存寿命预估

基于粘弹性随机有限元法和固体推进剂高温加速老化试验,提出了固体火箭发动机（SRM）药柱概率贮存寿命预估模型。对老化试验数据进行统计分析得到了固体推进剂性能参数数字特征随贮存时间的变化规律,采用三维粘弹性响应面随机有限元法（SFEM）计算了药柱结构响应的均值和标准差,分析了某SRM药柱在不同贮存期的结构可靠度,并对其进行了概率贮存寿命预估。所提方法可为固体发动机研制和使用部门提供参考。     

基于渗透性能选择丁羟推进剂用键合剂的分子模拟研究

键合剂能够改善推进剂体系抗老化性能，而这种效果主要是通过在氧化剂颗粒表面形成键合剂膜层抑制氧化剂分解气体扩散导致的，通过比较氧化剂分解气体在膜层中的扩散速度，可以确定键合剂对推进剂抗老化性能的影响，也为从渗透性能选择推进剂用键合剂提供了理论依据。通过构建聚乙烯和聚苯乙烯模型，采用分子动力学(MD)方法计算了02在其中的扩散系数，模拟值与实验值基本一致，验证了MD方法计算气体扩散系数的可行性。分别通过构建键合剂MAPO、HX-752、TAZ、TEA和MAPO．HAC膜层模型，计算了02和H20在其中的扩散系数。结果显示：从键合剂体系阻碍气体扩散能力来说，可以认为键合剂MAPO．HAC性能最优，MAPO其次，HX-752与TEA再次，而TAZ效果最差。结论也与键合剂对推进剂体系抗老化性能影响趋势一致，验证了采用模拟方法从渗透性能选择键合剂的可行性。模拟显示新型键含剂PMS和PA-MAM具有良好的改善推进剂抗老化性能，效果与MAPO类似。     

增能钝感火药的热分解特性

用日本ＳｈｉｍａｄｚｕＤＳＣ－５０型示差扫描量热仪研究了增能钝感火药的热分解特性．分析了高氮量单基火药吸收硝化甘油及其钝感以后热分解性能的改变，讨论它们在加速老化过程中热分解特性的变化规律．并对高氮量单基火药、增能火药、增能钝感火药及其老化过程中的热分解动力学参数进行了估算，这为增能钝感火药燃烧性能的研究及装药结构的确定奠定了基础．     

复合固体推进剂交变温度载荷下的老化动力学

为考察复合固体推进剂在交变温度载荷条件下的老化动力学,揭示其老化机理,讨论了传统高温加速老化方法在处理复合固体推进剂交变温度加速老化试验数据时存在的局限性,建立了交变温度加速老化动力学模型,给出了等效温度和等效循环时间的计算方法和交变温度环境下活化能的计算公式,提出了复合固体推进剂交变温度载荷下的老化机理,使预估结果更符合实际贮存环境,相关性更好。     

基于湿热加速老化试验的HTPB固体推进剂寿命预估

借鉴量子力学理论关于电子产品老化反应速率与环境温、湿度的关系,将Eyring和Arrhenius模型相结合,建立了固体推进剂贮存使用寿命的湿热老化模型,并通过试验数据拟合得到具体的经验公式。利用该模型预估出某HTPB固体推剂在室温20℃、相对湿度为50%的贮存寿命,与实际贮存寿命进行了对照。结果表明,采用将温湿因素引入推进剂老化模型的方法,可以使推进剂寿命预测的结果更接近于发动机中推进剂的实际使用寿命。