含硼富燃料推进剂配方优化研究

"含硼富燃料推进剂配方初步优化 - 李进贤，肖秀友，卿顺，王英红 - 西北工业大学航天学院" 本文主要探讨了含硼富燃料推进剂的配方优化问题，旨在解决此类推进剂由于高热值和较差燃烧性能导致的稳定性不足的问题。作者提出了一个成本效益高的实验方法来测定含硼富燃料推进剂的可燃性，并通过大量测试确定了推进剂三个关键组分（HTPB粘合剂体系、AP氧化剂、金属燃料）的最佳配比。 首先，含硼富燃料推进剂因其高能量密度而被广泛研究，但通常会牺牲燃烧性能，这限制了其实际应用。文章指出，降低氧化剂（如AP）含量可以增加金属燃料比例，从而提升能量，但也可能导致燃烧不稳定甚至熄火。因此，寻找一个平衡点是优化配方的关键。 在实验部分，作者详细分析了推进剂的成分对能量和工艺性能的影响。HTPB粘合剂体系提供结构稳定性，AP提供氧化反应，金属燃料（主要是硼和少量镁或镁铝合金）则贡献大部分能量。他们发现，当氧化剂含量保持不变时，金属燃料和粘合剂体系之间的配比会影响燃烧性能，并存在一个最佳比例。这一发现对于设计出既能稳定燃烧又有高能量释放的推进剂至关重要。 此外，文章还提供了含硼富燃料推进剂的燃烧性能调节范围，这对于实际应用中的性能控制具有指导意义。考虑到推进剂在体积受限的固体火箭冲压发动机中的应用，作者计算了各组分的热值，以揭示它们如何影响推进剂的比冲。通过构建能量三角图，直观地展示了各组分比例与总体能量输出的关系。 这篇论文通过实验方法揭示了含硼富燃料推进剂的燃烧特性，为改善其燃烧性能提供了理论依据。这些研究结果对于提升固体火箭发动机的性能和推进剂配方设计具有重要参考价值，有助于推动航天材料领域的科技进步。