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期刊信息/Journal information
固体火箭技术
中国航天科技集团公司第四研究院 中国宇航学会固体推进专业委员会
固体火箭技术

中国航天科技集团公司第四研究院 中国宇航学会固体推进专业委员会

何晓兴

双月刊

1006-2793

gthj@chinajournal.net.cn

029-83603254

710025

西安市120信箱47所编辑部

固体火箭技术/Journal Journal of Solid Rocket TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊系中国航天科技集团公司第四研究院和中国宇航学会固体推进专业委会合办的专业性学术期刊。它以展示我国固体火箭技术的成果和应用水平，促进技术交流和发展为办刊宗旨，主要刊登固体火箭及相关专业领域的学术论文、研究报告等，分固体火箭总体技术；发动机；推进剂；材料工艺；测控技术五个栏目。
正式出版
收录年代

    "先进含能材料及推进技术"专栏导语

    庞维强
    751-754页
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    含能金属颗粒释能特性模拟及预测方法研究进展

    汪程峄孔成栋
    755-763页
    查看更多>>摘要：铝(Al)粉、铁(Fe)粉等金属含能材料作为非常规燃料,具有能量密度高、无碳等特点,在固体推进、可再生能源利用等领域受到越来越广泛的关注.从模拟预测方法角度综述了Al、Fe等金属颗粒的释能特性预测及建模方法研究进展,具体包括微观层面的量子化学计算方法和分子动力学模拟方法以及宏观层面的单颗粒燃烧模型和颗粒群燃烧模型,并且归纳了不同尺度模拟方法的优缺点、现存问题与挑战.最后对含能金属颗粒释能特性模拟及预测方法研究进行展望:一方面,可以通过机器学习、简化宏观问题等方法以提高计算效率并降低计算量,实现对金属颗粒释能过程的多尺度耦合模拟;另一方面,可以构建基于数据驱动或机理-数据融合模型来更好地处理可能存在的非线性及不确定性问题.

    金属含能材料释能特性数值模拟机器学习多尺度耦合

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    铝锂合金固体推进剂点火燃烧研究进展

    苏俊胡建新段炼胡强...
    764-773页
    查看更多>>摘要：固体推进剂在燃烧过程中产生的铝(Al)粉团聚现象会导致燃烧性能的损失.为了减少Al粉团聚现象和提高燃烧性能,常见的方式是利用Al合金材料代替单质Al粉.文章综述了铝锂合金材料(Al-Li)在固体推进剂中的应用进展,主要包括Al-Li合金的外貌特征、热力学性能、燃烧机理以及点火特性.结果表明,将Li元素引入单质Al粉中,能显著促进氧气在推进剂中的渗透率与反应活性,从而诱导微爆效应与分散沸腾现象,进而极大地丰富燃烧行为的多样性.Al-Li合金在固体推进剂的应用不仅能优化热方向过程和提高点火燃烧的稳定性,还能改善氧化产物的特性和增加推进剂的燃烧性能.为了Al-Li合金在固体推进剂中的更好应用,还需深入研究团聚体尺寸与燃烧压力之间的相互作用机制,以及增强Al-Li合金颗粒的稳定性和相容性.

    铝锂合金固体推进剂燃烧性能微爆现象

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    HAZOP分析在火炸药工艺风险控制中的应用

    史喆邢峰康红艳赵媛媛...
    774-783页
    查看更多>>摘要：火炸药产品的加工制造过程具有显著的高能量性、高危险性和高敏感性,其工艺安全性和可靠性要求极为严格,需要对其设计、制造和生产全生命周期进行全方位分析,并做出相应的应急措施.危险与可操作性分析(HAZOP)是一种广泛应用于危险化学品领域的安全分析方法,能够对工业过程或单元操作进行审查,识别、评估和预防潜在的危险或操作性问题,从而根据不同的问题制定相应的安全和管理措施,最终达到降低事故发生概率的目的.详述了HAZOP分析的流程和优势,就HAZOP分析应用于炸药、发射药、固体推进剂等涉火产品工艺安全风险控制领域的情况进行论述,对其在火炸药工艺风险控制中的适用性和目前在应用过程中存在的问题进行论证和展望,未来应加快火炸药产线物料的安全特性研究,提高HAZOP分析的全面性,加强HAZOP分析与故障模式与影响分析(FMEA)、保护层分析(LOPA)、安全完整性等级(SIL)及定量风险评估(QRA)等方法协同应用,使火炸药工艺安全风险控制得到进一步提升.

    HAZOP分析火炸药工艺安全风险控制

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    衬层/推进剂粘接界面微细观尺度研究方法

    袁野李东峰梁夏敏桑丽鹏...
    784-793页
    查看更多>>摘要：衬层与推进剂之间的薄弱粘接界面是固体火箭发动机失效的关键因素之一,从微细观尺度研究该界面对于揭示粘接机制及失效机理具有重要意义.系统梳理了衬层/推进剂粘接界面在微细观尺度的研究方法,重点综述了微细观形貌、微细观化学组成、微细观力学性能的研究进展.现有微细观研究方法能够有效揭示失效损伤机理、解析粘接扩散行为并判定界面过渡区域,但在检测精度及与宏观性能的关联性研究等方面仍存在不足.展望了未来研究的发展方向,包括整合多种微细观表征技术并提升检测精度以及加强微细观结构与宏观性能的相互验证,从而为深入理解衬层粘接机理及建立微细观界面与宏观性能的联系提供重要参考.

    固体推进剂衬层粘接界面微细观表征

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    铝基纳米流体燃料火焰与壁面相互作用中碳烟生成特性研究

    于润田刘冬杨凯旋齐丹丹...
    794-802页
    查看更多>>摘要：纳米流体燃料因其导热性能好、能量密度大、燃烧效率高等优点受到广泛关注.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱(Raman)等方法,使用乙烯正扩散火焰作为支持火焰,研究了添加2.5%的铝/乙醇纳米流体燃料在不同滞止板高度和收集时间条件下的碳烟生成特性、微观形貌和石墨化程度,分析了金属纳米颗粒与碳烟的作用机理.结果表明,在相同的滞止板高度和收集时间情况下,纳米铝颗粒的加入使得碳烟依附于铝团聚体的表面生长并氧化,有效促进了碳烟颗粒的形成.此外,纳米铝颗粒的加入增加了颗粒间碰撞的可能性,增加了碳烟颗粒微晶中的内部有序程度并增加了碳烟颗粒的石墨化程度.

    金属颗粒纳米流体碳烟颗粒火焰与壁面作用燃烧诊断

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    AP@Al复合材料的制备及燃烧性能研究

    张婷婷姜艳秋霍文龙夏德斌...
    803-814页
    查看更多>>摘要：传统铝(Al)基推进剂燃烧时,Al的团聚现象以及产生的凝相燃烧产物会造成严重的两相流损失,导致比冲下降.为了增加氧化剂和燃料之间的有效接触,设计并制备了NH4 ClO4@Al(AP@Al)复合材料,并对其形貌、结构、热分解性能、燃烧性能、残渣粒径及燃烧机理等进行研究.结果表明,在AP@Al复合材料中,Al粉均匀分散在AP表面,有效增加二者的接触面积,缩短传质传热距离.AP分解产生大量气体,有助于分散Al粉颗粒,同时促进Al粉与氧化性气氛的充分接触,进一步促进Al粉的燃烧,降低燃烧残渣颗粒尺寸.与物理混合样品相比,含AP@Al丁羟(AP@Al-HTPB)推进剂燃烧火焰最高温度提高 28%,燃烧时间缩短 5.1%,燃烧速率提升 5.6%,残渣平均粒径缩小 32.7%,AP@Al-HTPB推进剂燃烧性能明显提高.

    铝粉高氯酸铵丁羟推进剂燃烧

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    NEPE推进剂/衬层界面形成机理的分子动力学模拟

    桑丽鹏冀金成李慧杨根...
    815-823页
    查看更多>>摘要：为了探究硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂/衬层界面形成机理,运用分子动力学方法,对NEPE推进剂/衬层(聚乙二醇(PEG)/多官能度异氰酸酯(N-100)/NA/三苯基铋(TPB)体系与端羟基聚丁二烯(HTPB)/N,N-二(2-羟丙基)苯胺(LAP)/2,4-甲苯二异氰酸酯(2,4-TDI)/TPB)体系界面的形成过程进行了模拟.结果表明,NEPE推进剂中的分子最初会发生聚集,完成部分固化;随后慢慢向衬层靠近,进而部分分子会渗入到衬层体系并通过交联固化反应形成网络结构,最终形成推进剂/衬层界面.NEPE推进剂体系中PEG和NA不仅与N-100 中的—NCO反应,也会与衬层表面上的—NCO基团发生反应.在 5 种可能的固化反应中,界面反应PEG/2,4-TDI/TPB的速率常数最大,其次是NEPE推进剂内反应NA/N-100/TPB,再次是界面间反应NA/2,4-TDI/TPB,速率常数最小的是NEPE推进剂内反应PEG/N-100/TPB和界面间反应HTPB/N-100/TPB,并且两者反应速率常数相当.NEPE推进剂/衬层界面处不同区域基团的分布并不均匀.

    NEPE推进剂/衬层界面分子动力学形成机理固化反应反应速率常数

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    四组元HTPB推进剂不同热老化状态下贮存蠕变失效研究

    李俊柯朱昭君强洪夫陈福振...
    824-833页
    查看更多>>摘要：为研究某四组元端羟基聚丁二烯(HTPB)推进剂的贮存蠕变特性,开展 70℃下高温加速老化试验,对不同热老化状态的四组元HTPB推进剂进行 0.3～0.6 MPa应力下单向拉伸蠕变试验;拟合了推进剂恒温定应力蠕变本构方程的相关参数,采用ABAQUS有限元软件对推进剂蠕变行为进行数值模拟,并提取推进剂试件中段平均蠕变结果与试验数据进行对比验证;利用微CT技术结合Python语言建立四组元HTPB推进剂的三维高保真细观模型,并利用蠕变本构方程对其进行数值模拟.结果表明,四组元HTPB推进剂在蠕变过程中表现为不同的力学阶段,随着老化时间的增加,推进剂的最大抗拉强度逐渐增强,最大伸长率和断裂伸长率逐渐下降,分别降低了 62.39%和 57.26%;幂律型蠕变本构方程对四组元HTPB推进剂蠕变失效分析的拟合度达到 0.93 以上,能够准确描述推进剂在不同热老化状态下的蠕变失效行为;四组元HTPB推进剂的拉伸损伤与其承受的应力水平和老化程度具有正相关性,同时发现黏合剂基体的应力集中分布在与AP颗粒接触区域,基体与颗粒的脱粘将从AP颗粒开始演化.

    HTPB推进剂长期贮存本构模型蠕变分析多尺度模拟

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    丁羟四组元推进剂老化过程中力学性能表征试验研究

    李沐晨刘向阳陈颖俊张广龙...
    834-839页
    查看更多>>摘要：药柱结构完整性对于固体火箭发动机贮存寿命评估至关重要,与固体推进剂老化过程中力学性能密切相关.为此开展丁羟四组元(四组元HTPB)推进剂 60℃加速老化机理研究,获取了 20、60、-40℃的最大延伸率、抗拉强度、初始模量和"脱湿"应变阈值以及 20℃表面硬度的变化规律,探究了 20℃力学性能表征参数与表面硬度、60℃和-40℃的力学性能表征参数与20℃力学性能表征参数的关联性.结果表明,黑索今(RDX)不会对四组元HTPB推进剂老化产生明显影响;在老化过程中,20℃的抗拉强度与表面硬度存在显著的正相关性,60℃和-40℃的抗拉强度与 20℃的抗拉强度也存在显著的正相关性;60℃和-40℃的"脱湿"应变阈值与20℃的"脱湿"应变阈值存在明显差异,若视为定值,60℃与20℃的比例关系为 1.93,-40℃与 20℃的比例关系为 0.33.

    丁羟四组元推进剂老化特性高温加速老化贮存寿命

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