高氯酸铵热分解机理的密度泛函理论研究

深入理解高氯酸铵的热分解机理,对于优化固体推进剂配方设计十分重要.我们采用对称破缺密度泛函方法(BS-UB3LYP/6-311+G(d,p)),对高氯酸铵的热分解机理进行了系统的梳理和深入研究.首先,高氯酸铵通过质子转移,生成HClO₄和NH₃,从吸附态进入气相.进而高氯酸的Cl—OH键均裂,生成羟基自由基·OH和三氧化氯自由基·ClO₃,它们优先和NH3反应,生成·NH₂.·NH₂和HClO₄反应生成·ClO₄自由基,进而和NH₃反应生成H₂NO,再被自由基物种拔H生成NO. NO和·OH反应生成NO₂,和·NH₂及·OH反应生成N₂O.这些产物与诸多实验观测结果一致.     

NEPE推进剂贮存寿命预估方法的比较

在密闭条件下,对两种NEPE推进剂(NA -1和NP -1)进行了不同温度(55、65、75、85、95℃)的加速老化.跟踪测定了质量损失、拉伸强度和有效安定剂含量.分别以质量损失和拉伸强度为变化参量,以质量损失1％所需时间(τ)作为安全贮存寿命的临界点,以拉伸强度下降至0.5 MPa所需时间(τ')作为力学老化寿命的...     

固体火箭发动机羽烟紫外辐射特性分析

为了研究推进剂类型和铝粉含量对固体火箭发动机羽烟紫外辐射特性的影响,采用二维流场和三维辐射传输相结合的方式建立羽烟紫外辐射模型,模型中可考虑热发射、CO+O化学发光、OH自由基化学发光、以及不同状态和直径Al2O3颗粒辐射特性等紫外辐射机理。利用模型计算了双基、改性双基和复合推进剂羽烟的紫外辐射分布,并以复合推进剂为例,研究了铝粉含量对羽烟紫外辐射特性的影响。研究结果为紫外预警系统判断导弹的类型,以及导弹紫外隐身性能的提高提供了参考。     

新型含能纤维素基凝胶推进剂的流变性能研究

制备了以羧甲基纤维素硝酸酯(CMCN)为胶凝剂的硝基甲烷(NM)凝胶, 系统研究了CMCN 修饰基团比例变化所引起NM/CMCN凝胶流变性能差异性的规律. 探讨了凝胶的形成机理并采用线性的流变学方法研究了NM/CMCN凝胶的屈服性、触变性、蠕变性、温敏性等动态粘弹性质, 分别利用Herschel-Bulkley 模型、Burger 模型、Carreau-Yasuda模型、Andrade-Eyring 模型对凝胶的流动曲线、蠕变曲线、频率曲线和温敏曲线进行了数据拟合. 研究发现, NM/CMCN凝胶是由CMCN 大分子链上两亲性基团与有机小分子基团间通过分子链间疏水键、氢键等非共价键相互作用形成的一种物理交联网络型凝胶. 凝胶的非牛顿系数n均小于0.60. 随着硝酸酯基团含量的减少, NM/CMCN 凝胶的结构强度变弱, 表现出屈服应力逐渐减小、触变恢复性逐渐增强、粘性与弹性柔量均减小但粘性柔量比例增加的趋势; 凝胶的弹性响应性逐渐减弱而粘性响应性渐强, 内耗也逐渐增大;凝胶的活化能总体上增大, 温度稳定性变弱.     

冲击载荷下HTPB推进剂的热耗散

为了研究HTPB推进剂在冲击载荷下的能量耗散规律,结合分离式霍普金森压杆(SHPB)搭建了红外测温系统。该系统响应速度快,可同步获取冲击实验中HTPB推进剂表面的温度变化。结果表明,HTPB推进剂受载后表现出黏-超弹特性,并且在高速变形中试件经历了温度的显著升高。在黏-超弹性本构模型的基础上引入温度项,考虑了热软化效应,更加准确地描述了HTPB推进剂在高应变率变形下的热力学响应,可对复合固体推进剂在冲击载荷下的热力耦合分析提供参考。     

低冲击下固体推进剂延迟起爆现象

为了研究固体推进剂在低强度冲击作用下的延迟爆轰现象（XDT）,设计了2次冲击波加载的双隔板实验。用X光摄像技术观测了推进剂在低强度冲击作用下的延迟起爆现象。建立了推进剂双隔板实验计算模型,运用非线性动力学有限元方法对推进剂的双隔板实验进行了数值模拟,得到推进剂在2次独立冲击波加载作用下的压力历史,分析了推进剂发生延迟爆轰的受力过程。结果表明,在强度较低的冲击波作用下,该推进剂会发生XDT现象,对推进剂重复冲击加载作用和推进剂在加载作用下的敏化程度是控制XDT现象发生的主要因素。     

含能盐和含能离子液体

近年来含能盐和含能离子液体由于其独特的性质而受到广泛关注。本文综述了多种含能盐和含能离子液体（阳离子包括三唑、四唑、双环唑、六次甲基四胺等;阴离子包括硝酸根、高氯酸根、硝基唑、叠氮根、四硝基铝、多腈基化合物、二硝基尿素等）的合成;结合其表征结果分析了阳离子上的取代基以及阴阳离子对它们的性能如熔点、生成焓、密度等的影响。对含能盐和含能离子液体在炸药和推进剂方面的应用进行了展望。     

零重力条件下低温射流抑制大尺寸液氢储罐热分层的数值研究

液氢是一种常用的沸点低、易蒸发的空间低温推进剂. 空间微重力环境中浮力对流被极大减弱,当推进剂储罐壁面存在局部漏热时,储罐内部气液两相流体系会出现环绕漏热源的热分层现象,引起局部过热沸腾,导致储罐内部压力急剧增大,危害系统结构安全. 利用低温射流抑制储罐热分层现象是一种有效手段. 低温流体通过设置在储罐内部的射流喷嘴与储罐内部的流体混合,消减局部高温,实现温度的均匀化. 采用全充满的二维大尺寸储罐模型,对零重力条件下液氢储罐内局部漏热引起的热分层现象开展了数值模拟,主要分析了位于靠近储罐底部的漏热带以及出口衔接段漏热带漏热形成的局部热分层现象的抑制和消除,并研究了不同低温射流条件对于消除零重力条件下液氢储罐内部热分层效果的影响. 研究结果表明对于大尺寸储罐,当采用圆形射流喷嘴且低温射流条件相同时,射流喷嘴的位置对罐体内部热分层消除效果影响不是很明显. 当射流喷嘴位于储罐内部同一相对位置且入射流量相同时,圆形射流喷嘴因出流方向更集中,罐内流场演变更快,消除热分层比半球形射流喷嘴更有效.      

胶体推进剂——胶体化学在航天技术中的应用

推进剂是能使推进装置产生推动力的物质。常用的推进剂有化学推进剂,核能推进剂,电能推进剂和太阳能推进剂。它们分别利用化学能,核能,电能或太阳能加热、加速工质(液体H2),使其高速排出,产生使飞行器上天的推动力。化学推进剂是为火箭发动机提供能源和工质的化学制剂,通常含可     

推进剂的撞击损伤状态对其燃烧转爆轰的影响

设计加工了燃烧转爆轰的实验装置,并建立了相应的测试系统,旨在研究NEPP推进剂颗粒装药的燃烧转爆轰形成机理。并以大型落锤为加载手段,撞击NEPP推进剂试样,经实验发现,损伤明显地促进了颗粒装药燃烧向爆轰的转变,增加了该推进剂使用的危险性。