固體推進劑技術創新與發展范文

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摘要：

伴著我國科技的持續進步，對于固體的推進劑其技術水平要求的越來越高，固體的推進劑的發展其技術的形成是依據著自己本身的特定發展定律，在就固體的推進劑進行探索分析，能夠促進我國對固體的推進劑其技術水平的提高，本文將在這一探索的基礎上，掌握固體的推進劑其技術上的發展趨勢，提出合理的在技術方面創新理論，進而提供固體的推進劑的未來走向。

關鍵詞：

推進劑；技術創新；發展規律

1前言

固體的推進劑是擁有特殊的性能并且含有能量的復合材料，為火箭、導彈等固體的發動機提供動力源，對航天事業的技術發展影響巨大。從火藥的發明到如今的固體的推進劑，是經歷了幾百年的歷史發展，但是真正意義上其技術有顯著的提升是在二戰之后，許多新型的產品逐漸呈現出來。一般情況下可以分成雙基、復合和改性雙基3種類型的推進劑。

2發展規律

就固體的推進劑的技術發展歷程上看主要有幾種規律:推進劑的技術發展始終是圍繞著能量展開的;推進劑的技術發展其實質上是對粘合劑的技術;設計推進劑的配方時其思路是持續更新的;新產品的生成要采用互補和交叉作用;導彈、航天事業的發展需求是固體的推進劑技術進步的動力。

3創新規律

3．1能量主線的理論

想要提升推進劑的比沖，是需要其原材料的生成熱高、燃氣所產生的產物其平均的分子量低或者是在燃燒時所釋放的熱量大。依據這個最終目標，研究出一系列化合物。創新歷程:第一次，運用硝化棉來吸收海量的其能量很高的硝酸酯，提高了其燃燒溫度，進而生成了雙基的推進劑，其推進劑所具備的能量遠遠的高過于黑火藥;第二次，往推進劑中添加含有能量的物質，如HMX、AP等，提高了燃燒溫度，降低了燃氣的平均的分子量，進一步提升了推進劑的能量;第三次，往推進劑中添加足量的金屬粉，如鋁粉，提高了其燃燒溫度，再一次提升了推進劑所擁有的能量;第四次，在推進劑中添加新型的能量高或是能量密度大的物質，如CL－20、AlH3和ADN等，提高了其燃燒溫度，降低了燃氣的平均的分子量，再一次提升了推進劑所擁有的能量［1］。

3．2粘合劑的牽引理論

在對固體的推進劑其技術的研究都是在新的粘合劑被成功的使用的前提下進行的，粘合劑其創新歷程:第一次，出現了高分子的硝化纖維，生成了雙基的推進劑，其推進劑所具備的能量遠遠的高過于黑火藥;第二次，高分子的合成技術的提升，聚硫橡膠和PVC聚物的出現，促使了復合的推進劑的生成;第三次，高聚物的合成技術的提升，尤其是聚氨酯的化工業的發展，生成了PBAA、PU、和CTPB等推進劑;第四次，在其粘合劑中添加含有能量的基團，生成含有能量的粘合劑的推進劑，如疊氮的推進劑。

3．3交叉的融合理論

融合歷程:第一次，炸藥和推進劑的融合，在推進劑中添加炸藥的成分，進而提升其能量;第二次，復合和雙基的推進劑的融合，將兩者的技術進行融合，生成了NEPE、復合改性的雙基的推進劑;第三次，固體和液體的推進劑的融合，生成了膏體、凝膠等推進劑;第四次，富氧和富燃的推進劑的融合，形成不用外界提供氧氣來保持燃燒狀態，但需要外界補充氧氣進行二次燃燒，進而提升能量的特殊推進劑;化學和其他推進手段的融合，組合化學的推擠技術。

3．4能量的組合理論

火箭的發動機其工作原理:噴管膨脹時排出動能工質，依據作用力和反作用力的原理推動火箭往預定的方向前進。其關鍵在于工質中包涵有多少能量，其所涵的能量越多，其推力將會越強，最終火箭射程也就會更遠。

4國外的技術現狀

4．1戰略導彈

擁有最先進戰略導彈的國家是美國與俄羅斯，通過探索他們先進的技術成果會發現其有以下幾種特性:性能高、突防強、使用性能更高、壽命長。

4．2防空的反導導彈

國外的防空的反導導彈其發展趨勢是:強高壓、易損低、雙脈沖，探索其動力系統在使用固體的推進劑上所表現出的特征:使用超強的高壓技術來增強其實能量;使用易損低、產生的殘渣少、燃速低的推進劑在安全性能方面有很大的提高;使用雙脈沖的發動機進而達成對能量上的管理;抑制強高壓下產生不穩定的燃燒的技術［2］。

4．3固體的沖壓導彈

國外的許多國家對固體的沖壓導彈的技術探索出了一些未來的發展方向，根據國外的最新發展導向來研究就固體的推進劑其技術的發展方向:推進劑在最早以前是使用中能鋁鎂的貧氧的推進劑轉向為現在的能量高含硼的貧氧的推進劑、碳氫無煙的貧氧的推進劑等未來的發展方向;由使用亞燃的固體沖壓逐漸拓展到超燃固體的沖壓的領域其發動機發展的方向。

4．4固體的運載火箭、固體的助推器

國外的固體的推進劑的技術特點:固體運載時最大程度上使用固體得推進劑，運用戰略導彈其成熟的技術和產品，構建擁有運載能力的全固體的運載火箭，同時持續的提升其可靠性;大多數的固體的推進劑是使用燃速和殘渣、比沖高的HTPB的推進劑;在整個設計研發中一定要以低成本為中心，具有熱塑性、熔溫低的固體的推進劑其研發技術會是未來的發展方向。

5未來的展望

固體的推進劑的技術會在未來的很長一段時間中處于發展的狀態，在未來其需要有3方面的突破:(1)研發新型的含有能量的物質，如分子簇、氟氮類和富氫的化合物等，高效的使用高氮得化合物和氫原子的工質，會促進突破300s的比沖上限，加快新型高能的推進劑的研發腳步;(2)先進高能的固體的推進劑其在研究配方上需要分各個階段進行發展的，根據現在使用高密度和高能量的材料的成功案例，在理論比沖到達300s之上進行分階段的發展;(3)能量高、燃料充足的推進劑的技術，要引進新型的密度高的烴或能夠明顯提升燃燒效率的硼粉，進而讓固體或超燃沖壓的發動機其能量能夠被充分的利用。能量高的膏體或凝膠的推進劑的技術，能夠滿足其能量高和管理靈活的雙重影響。溫度低、熱塑性好、彈性強的固體的推進劑的技術，會依據溫度的不同進行可逆的變化。跨專業和學科組合的推進技術［3］。

6結論

依據國外在固體的推進劑這方面的技術的最新研究，借鑒其研究技術來發展我國在固體的推進劑其技術上的發展重點，進而提高我國的技術水平，制定其未來的發展方向。

參考文獻:

［1］康永．納米金屬催化劑在推進劑中應用進展［J］．兵器材料科學與工程，2012(01)．

［2］姜菡雨，李鑫，姚二崗等．固體推進劑用高活性納米(非)金屬粉的研究進展［J］．化學推進劑與高分子材料，2014(06):58～65．

［3］何利明，何偉，羅運軍．GAP/NC交聯改性雙基推進劑能量及煙霧特性計算研究［J］．含能材料，2016(04):318～323．

作者:王立君 單位:91515部隊53分隊