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固体火箭发动机喷焰瞬态特性实验

航空动力学报 2024年第9期39卷 428-438页

作者：魏天宇傅德彬刘浩天冯自瑞刘岭岳北京理工大学宇航学院北京100081 西安北方惠安化学工业有限公司西安710302 中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621999

以固体火箭发动机系留实验采集图像数据为基础,采用图像均值与方差分析、喷焰典型位置亮度时间序列的快速傅里叶变换(FFT)、改进Hilbert-Huang变换(改进HHT)等方法对其瞬态特性进行分析处理。分析结果表明:在获取的频带内,喷焰整体不存... 详细信息

以固体火箭发动机系留实验采集图像数据为基础,采用图像均值与方差分析、喷焰典型位置亮度时间序列的快速傅里叶变换(FFT)、改进Hilbert-Huang变换(改进HHT)等方法对其瞬态特性进行分析处理。分析结果表明:在获取的频带内,喷焰整体不存在明显的主脉动频率,各个频率上均存在较小的脉动分量,且核心区的脉动幅值要小于湍流混合区,同时湍流混合区的脉动与核心区的脉动之间存在相关性,基于改进的自适应噪声完备集合经验模态分解算法(ICEEMDAN)的改进HHT变换可作为分析固体火箭发动机喷焰等非平稳信号瞬态特征变化机理的有效手段。

关键词：固体火箭发动机喷焰脉动时频特性 ICEEMDAN算法 HHT变换

静电纺丝技术制备ETPE基多元含能复合纤维

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火炸药学报 2024年第4期47卷 334-343页

作者：王慧金晓明章支梦郑天宇魏娇王宇航高浩峰姜炜张光普南京理工大学化学与化工学院江苏南京210094 西安北方惠安化学工业有限公司陕西西安710302 北京联合大学北京市智能机械创新设计服务工程技术研究中心北京100027

为了探索ETPE基多元含能复合纤维的静电纺丝制备工艺,以聚叠氮缩水甘油醚基热塑性弹性体(GAP-ETPE)为聚合物黏合剂,CL-20、纳米铝粉(n-Al)作为高能组分,采用静电纺丝技术制备了GAP-ETPE基超细含能复合纤维,并对溶剂、前驱液质量分数、... 详细信息

为了探索ETPE基多元含能复合纤维的静电纺丝制备工艺,以聚叠氮缩水甘油醚基热塑性弹性体(GAP-ETPE)为聚合物黏合剂,CL-20、纳米铝粉(n-Al)作为高能组分,采用静电纺丝技术制备了GAP-ETPE基超细含能复合纤维,并对溶剂、前驱液质量分数、固相组分配比等关键工艺参数进行了优化;采用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对产物形貌进行了表征,采用DSC法分析了复合纤维的热分解性能;测试了复合纤维的机械感度。结果表明,GAP-ETPE基含能复合纤维静电纺丝制备最佳溶剂为丙酮,产物成丝均匀、表面光滑;在GAP-ETPE/CL-20质量比为3∶7、前驱液质量分数为50%时,二元超细含能复合纤维(CL_(x)-ETPE_(y)-Z)的成丝效果最优,平均直径约为2480nm;在铝粉质量分数为10%、前驱液质量分数为50%时,三元超细含能复合纤维(CL-Al_(m)-ETPE-Z)的成丝效果最优,平均直径约为930nm;相比于CL-20,CL_(7)-ETPE_(3)-50含能复合纤维热分解峰值温度提前了29℃,加入n-Al之后热分解峰值温度提前了32℃,且优于物理共混物(PM);与CL-20的感度(P=100%、H_(50)=17cm)相比,GAP-ETPE/CL-20和GAP-ETPE/CL-20/Al含能复合纤维的摩擦感度(32%和48%)和撞击感度(29cm和43cm)均大幅降低,且低于同配方的物理共混物。

关键词：材料科学含能复合纤维制备工艺静电纺丝 GAP-ETPE CL-20 n-Al

甲基紫试验中改性双基推进剂的热分解机制研究

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装备环境工程 2024年第2期21卷 37-44页

作者：李佳佳周静张兴斌廉建彪丁黎山西北方兴安化学工业有限公司太原030008 西安近代化学研究所西安710065

目的研究甲基紫试验中含Al改性双基推进剂以及含RDX改性双基推进剂2种典型改性双基推进剂的热分解机理。方法将这2种典型改性双基推进剂与普通双基推进剂进行对比试验,采用TG-DSC-FTIR-MS联用技术,通过对分解温度、放热量、分解产物... 详细信息

目的研究甲基紫试验中含Al改性双基推进剂以及含RDX改性双基推进剂2种典型改性双基推进剂的热分解机理。方法将这2种典型改性双基推进剂与普通双基推进剂进行对比试验,采用TG-DSC-FTIR-MS联用技术,通过对分解温度、放热量、分解产物等特征参数进行分析,明确3种推进剂的非等温热分解行为。采用微热量热法,在与甲基紫试验相同温度下对3种推进剂进行等温热分解行为研究。结果含Al改性双基推进剂在程序升温条件下的热质量损失和热分解行为与普通双基推进剂的基本一致。含RDX改性双基推进剂中的NG较其他2种推进剂更易挥发,相应分解反应初期NG分解释放的NO_(2)较少,且在整个热分解反应历程中分2个阶段,含硝酸酯基团的NC/NG体系先分解,再引起硝铵炸药RDX的热分解。在等温条件下,3种推进剂在40 min对应的反应深度均不超过0.4%,5 h对应的反应深度均不超过3%。但在分解反应初期,含Al改性双基推进剂分解反应的速率更快。结论对比不同推进剂甲基紫安定性试验结果,并不是甲基紫试纸完全变色时间越长的热安定越好,说明甲基紫安定性试验方法存在一定的局限性。采用分解反应深度作为量气和量热方法转换的纽带,有望采用微热量热作为甲基紫试验的替代技术实现安定性的定量评价。

关键词：甲基紫试验改性双基推进剂安定性热分解微热量热反应深度

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含CL-20改性双基推进剂的燃烧性能

火炸药学报 2013年第1期36卷 61-63页

作者：王江宁郑伟舒安民陈智辉陈娜袁志锋宋秀铎西安近代化学研究所陕西西安710065 总装备部驻西安北方惠安化学工业有限公司军代室陕西西安710302

设计了两组不同含量CL-20或RDX改性双基(CMDB)推进剂配方,研究了CL-20或RDX含量对两组CMDB推进剂燃烧性能的影响。结果表明,在2～20MPa,CL-20改性双基推进剂的燃速高于RDX改性双基推进剂的。CL-20含量越高,CMDB推进剂压强指数变大。现... 详细信息

设计了两组不同含量CL-20或RDX改性双基(CMDB)推进剂配方,研究了CL-20或RDX含量对两组CMDB推进剂燃烧性能的影响。结果表明,在2～20MPa,CL-20改性双基推进剂的燃速高于RDX改性双基推进剂的。CL-20含量越高,CMDB推进剂压强指数变大。现有的铅、铜盐和炭黑催化剂可用于调节含CL-20改性双基推进剂的燃烧性能。

关键词：物理化学六硝基六氮杂异戊兹烷 CL-20 改性双基推进剂燃烧性能

柠檬酸三丁酯在浇铸高能少烟复合改性双基推进剂中的应用

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火炸药学报 2010年第5期33卷 65-68页

作者：王晗舒安民樊学忠刘小刚蔚红建樊明辉西安近代化学研究所陕西西安710065 总装备部驻西安北方惠安化学工业有限公司军代室陕西西安710302

用真空安定性方法、观察法和单轴拉伸试验分别研究了柠檬酸三丁酯(TBC)与吸收药(NC+NG)、高氯酸铵(AP)、RDX、HM X、吉纳(D INA)和间苯二酚(R es)的相容性、TBC与NC和NG的混溶性,以及TBC分别替代DBP、DEP和NG对浇铸高能复合改性双基(CM ... 详细信息

用真空安定性方法、观察法和单轴拉伸试验分别研究了柠檬酸三丁酯(TBC)与吸收药(NC+NG)、高氯酸铵(AP)、RDX、HM X、吉纳(D INA)和间苯二酚(R es)的相容性、TBC与NC和NG的混溶性,以及TBC分别替代DBP、DEP和NG对浇铸高能复合改性双基(CM DB)推进剂力学性能和物理交联密度的影响。结果表明,TBC与(NC+NG)、AP、RDX、HM X、D INA和R es的相容性良好;且TBC也能与NG和NC混溶。同时,用TBC替代DBP和DEP对CM DB推进剂力学性能的影响不大;但TBC替代NG对CM DB推进剂力学性能的影响明显;随着TBC含量的增加,推进剂常温(+20℃)和高温(+50℃)的拉伸强度σm逐渐降低,而常温和高温的延伸率mε逐渐增大,同时推进剂的物理交联密度逐渐减小。

关键词：应用化学复合改性双基推进剂柠檬酸三丁酯相容性混溶性力学性能

GAP对高能硝胺发射药力学性能及燃烧性能的影响

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火炸药学报 2014年第6期37卷 83-86页

作者：杨建兴舒安民马方生贾永杰辛凯迪西安近代化学研究所陕西西安710065 总装备部驻西安北方惠安化学工业集团有限公司军代室陕西西安710302

为改进高能硝胺发射药的力学性能,制备了含缩水甘油叠氮聚醚(GAP)的单孔管状硝胺发射药,用材料试验机测试其冲击和压缩性能,通过扫描电镜观察其内部形貌,用密闭爆发器分析了其燃烧性能。结果表明,GAP可改善高能硝胺发射药的力学性能,加... 详细信息

为改进高能硝胺发射药的力学性能,制备了含缩水甘油叠氮聚醚(GAP)的单孔管状硝胺发射药,用材料试验机测试其冲击和压缩性能,通过扫描电镜观察其内部形貌,用密闭爆发器分析了其燃烧性能。结果表明,GAP可改善高能硝胺发射药的力学性能,加入质量分数1.5%GAP时,高能硝胺发射药的低温抗冲强度由基础配方的4.51kJ/m2提高到5.58kJ/m2,GAP的加入使固体填料与黏结剂体系界面间的黏接强度提高,脱湿现象减少;随着GAP含量的增加,管状发射药的压强指数(n)相比基础配方增加,爆温(Tv)及火药力(f)逐渐降低,GAP质量分数为3.5%时,与基础配方相比,f、Tv分别降低1.41%、3.69%,n增加0.51%。

关键词：物理化学高能硝胺发射药 GAP 抗冲强度燃烧性能

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叠氮硝胺发射药内溶法成球工艺研究

火炸药学报 2013年第3期36卷 87-90页

作者：杨建兴舒安民张阔袁忍让许灿啟刘金玉西安近代化学研究所陕西西安710065 总装备部驻西安北方惠安化学工业集团有限公司军代室陕西西安710302

采用内溶法制备了叠氮硝胺发射药,通过比较叠氮硝胺发射药与双基发射药内溶法制球工艺参数的差异,研究了叠氮硝胺发射药的成球工艺。结果表明,叠氮硝胺发射药的成球时间、成球温度及预驱量依次为60min、58～64℃、50%左右时成球率较高,... 详细信息

采用内溶法制备了叠氮硝胺发射药,通过比较叠氮硝胺发射药与双基发射药内溶法制球工艺参数的差异,研究了叠氮硝胺发射药的成球工艺。结果表明,叠氮硝胺发射药的成球时间、成球温度及预驱量依次为60min、58～64℃、50%左右时成球率较高,与双基发射药相比,叠氮硝胺发射药的成球温度较低、成球时间较长、预驱溶量较高。从成球工艺原理分析认为,由于叠氮硝胺对硝化棉的溶塑能力强,形成的球体表面张力较小,为提高叠氮硝胺发射药成球率,需延长成球时间、降低成球温度及增多预驱量。

关键词：应用化学叠氮硝胺发射药内溶法制球工艺成球时间成球温度预驱量

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丁羟推进剂的流变性能

火炸药学报 2023年第11期46卷 1007-1013,I0006页

作者：杜幸刘晋湘陈江波王斐邓海娟王佩王亚微姬小亚张维海西安北方惠安化学工业有限公司陕西西安710302

通过旋转流变仪测试了两种典型丁羟(HTPB)推进剂(低燃速、中燃速)料浆的黏度、屈服应力、触变性能,利用流变仪与红外光谱仪联用技术获得两种料浆流变性随时间变化及不同固化时间下浆料的红外谱图,用动态热机械分析仪和电子材料试验机测... 详细信息

通过旋转流变仪测试了两种典型丁羟(HTPB)推进剂(低燃速、中燃速)料浆的黏度、屈服应力、触变性能,利用流变仪与红外光谱仪联用技术获得两种料浆流变性随时间变化及不同固化时间下浆料的红外谱图,用动态热机械分析仪和电子材料试验机测试了固化后药柱的动态和静态力学性能。结果表明,低燃速推进剂和中燃速推进剂在剪切速率1s-1下黏度分别为621.6Pa·s和1061Pa·s,触变性分别为124.4Pa/s和139.2Pa/s,表明低燃速推进剂黏度较小,触变性较小;低燃速和中燃速推进剂凝胶时间分别为13h和19h,说明低燃速推进剂固化反应速度较快;低燃速和中燃速推进剂的α转变峰温分别为26.2℃和-1.3℃,β转变峰温(玻璃化转变温度)分别为-60.9℃和-57.7℃;在20℃下抗拉强度(σm)均为1.01MPa,最大伸长率(εm)分别为58.4%和43.8%;在-40℃下σm分别为2.58MPa和2.63MPa,εm分别为69.7%和48.3%,表明低燃速推进剂力学性能优于中燃速推进剂。

关键词：物理化学丁羟推进剂 HTPB 推进剂料浆流变性能力学性能

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不同气氛下脉冲激光溅射BN的等离子体特性

火炸药学报 2024年

作者：方普懿行向书杰刘海庆李春天沈瑞琪张伟南京理工大学化学与化工学院微纳含能器件工业和信息化部重点实验室北方特种能源集团西安北方庆华机电有限公司

激光溅射法制备氮原子簇是制备多氮或全氮含能材料技术发展方向之一，气氛环境对氮原子簇的形成具有重要影响。为了研究不同气氛环境下脉冲激光溅射含氮化合物产生的等离子体特性及其演化过程，以氮化硼（BN）作为靶材，使用脉冲激光分... 详细信息

激光溅射法制备氮原子簇是制备多氮或全氮含能材料技术发展方向之一，气氛环境对氮原子簇的形成具有重要影响。为了研究不同气氛环境下脉冲激光溅射含氮化合物产生的等离子体特性及其演化过程，以氮化硼（BN）作为靶材，使用脉冲激光分别溅射氮气、空气和近真空环境中的BN，通过光谱仪采集不同延迟时间下溅射所产生的等离子体信号，揭示了等离子体的生长及消亡过程。研究结果表明，溅射环境气氛会参与到等离子体的形成中，三种不同溅射环境下，在氮气中溅射BN会产生存在时间最长的氮等离子体种类，氮气中溅射BN所产生的等离子体光谱信号强度也最大。

关键词：脉冲激光溅射环境 BN 氮等离子体