固体推进剂技术创新与发展范文

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摘要：

伴着我国科技的持续进步，对于固体的推进剂其技术水平要求的越来越高，固体的推进剂的发展其技术的形成是依据着自己本身的特定发展定律，在就固体的推进剂进行探索分析，能够促进我国对固体的推进剂其技术水平的提高，本文将在这一探索的基础上，掌握固体的推进剂其技术上的发展趋势，提出合理的在技术方面创新理论，进而提供固体的推进剂的未来走向。

关键词：

推进剂；技术创新；发展规律

1前言

固体的推进剂是拥有特殊的性能并且含有能量的复合材料，为火箭、导弹等固体的发动机提供动力源，对航天事业的技术发展影响巨大。从火药的发明到如今的固体的推进剂，是经历了几百年的历史发展，但是真正意义上其技术有显著的提升是在二战之后，许多新型的产品逐渐呈现出来。一般情况下可以分成双基、复合和改性双基3种类型的推进剂。

2发展规律

就固体的推进剂的技术发展历程上看主要有几种规律:推进剂的技术发展始终是围绕着能量展开的;推进剂的技术发展其实质上是对粘合剂的技术;设计推进剂的配方时其思路是持续更新的;新产品的生成要采用互补和交叉作用;导弹、航天事业的发展需求是固体的推进剂技术进步的动力。

3创新规律

3．1能量主线的理论

想要提升推进剂的比冲，是需要其原材料的生成热高、燃气所产生的产物其平均的分子量低或者是在燃烧时所释放的热量大。依据这个最终目标，研究出一系列化合物。创新历程:第一次，运用硝化棉来吸收海量的其能量很高的硝酸酯，提高了其燃烧温度，进而生成了双基的推进剂，其推进剂所具备的能量远远的高过于黑火药;第二次，往推进剂中添加含有能量的物质，如HMX、AP等，提高了燃烧温度，降低了燃气的平均的分子量，进一步提升了推进剂的能量;第三次，往推进剂中添加足量的金属粉，如铝粉，提高了其燃烧温度，再一次提升了推进剂所拥有的能量;第四次，在推进剂中添加新型的能量高或是能量密度大的物质，如CL－20、AlH3和ADN等，提高了其燃烧温度，降低了燃气的平均的分子量，再一次提升了推进剂所拥有的能量［1］。

3．2粘合剂的牵引理论

在对固体的推进剂其技术的研究都是在新的粘合剂被成功的使用的前提下进行的，粘合剂其创新历程:第一次，出现了高分子的硝化纤维，生成了双基的推进剂，其推进剂所具备的能量远远的高过于黑火药;第二次，高分子的合成技术的提升，聚硫橡胶和PVC聚物的出现，促使了复合的推进剂的生成;第三次，高聚物的合成技术的提升，尤其是聚氨酯的化工业的发展，生成了PBAA、PU、和CTPB等推进剂;第四次，在其粘合剂中添加含有能量的基团，生成含有能量的粘合剂的推进剂，如叠氮的推进剂。

3．3交叉的融合理论

融合历程:第一次，炸药和推进剂的融合，在推进剂中添加炸药的成分，进而提升其能量;第二次，复合和双基的推进剂的融合，将两者的技术进行融合，生成了NEPE、复合改性的双基的推进剂;第三次，固体和液体的推进剂的融合，生成了膏体、凝胶等推进剂;第四次，富氧和富燃的推进剂的融合，形成不用外界提供氧气来保持燃烧状态，但需要外界补充氧气进行二次燃烧，进而提升能量的特殊推进剂;化学和其他推进手段的融合，组合化学的推挤技术。

3．4能量的组合理论

火箭的发动机其工作原理:喷管膨胀时排出动能工质，依据作用力和反作用力的原理推动火箭往预定的方向前进。其关键在于工质中包涵有多少能量，其所涵的能量越多，其推力将会越强，最终火箭射程也就会更远。

4国外的技术现状

4．1战略导弹

拥有最先进战略导弹的国家是美国与俄罗斯，通过探索他们先进的技术成果会发现其有以下几种特性:性能高、突防强、使用性能更高、寿命长。

4．2防空的反导导弹

国外的防空的反导导弹其发展趋势是:强高压、易损低、双脉冲，探索其动力系统在使用固体的推进剂上所表现出的特征:使用超强的高压技术来增强其实能量;使用易损低、产生的残渣少、燃速低的推进剂在安全性能方面有很大的提高;使用双脉冲的发动机进而达成对能量上的管理;抑制强高压下产生不稳定的燃烧的技术［2］。

4．3固体的冲压导弹

国外的许多国家对固体的冲压导弹的技术探索出了一些未来的发展方向，根据国外的最新发展导向来研究就固体的推进剂其技术的发展方向:推进剂在最早以前是使用中能铝镁的贫氧的推进剂转向为现在的能量高含硼的贫氧的推进剂、碳氢无烟的贫氧的推进剂等未来的发展方向;由使用亚燃的固体冲压逐渐拓展到超燃固体的冲压的领域其发动机发展的方向。

4．4固体的运载火箭、固体的助推器

国外的固体的推进剂的技术特点:固体运载时最大程度上使用固体得推进剂，运用战略导弹其成熟的技术和产品，构建拥有运载能力的全固体的运载火箭，同时持续的提升其可靠性;大多数的固体的推进剂是使用燃速和残渣、比冲高的HTPB的推进剂;在整个设计研发中一定要以低成本为中心，具有热塑性、熔温低的固体的推进剂其研发技术会是未来的发展方向。

5未来的展望

固体的推进剂的技术会在未来的很长一段时间中处于发展的状态，在未来其需要有3方面的突破:(1)研发新型的含有能量的物质，如分子簇、氟氮类和富氢的化合物等，高效的使用高氮得化合物和氢原子的工质，会促进突破300s的比冲上限，加快新型高能的推进剂的研发脚步;(2)先进高能的固体的推进剂其在研究配方上需要分各个阶段进行发展的，根据现在使用高密度和高能量的材料的成功案例，在理论比冲到达300s之上进行分阶段的发展;(3)能量高、燃料充足的推进剂的技术，要引进新型的密度高的烃或能够明显提升燃烧效率的硼粉，进而让固体或超燃冲压的发动机其能量能够被充分的利用。能量高的膏体或凝胶的推进剂的技术，能够满足其能量高和管理灵活的双重影响。温度低、热塑性好、弹性强的固体的推进剂的技术，会依据温度的不同进行可逆的变化。跨专业和学科组合的推进技术［3］。

6结论

依据国外在固体的推进剂这方面的技术的最新研究，借鉴其研究技术来发展我国在固体的推进剂其技术上的发展重点，进而提高我国的技术水平，制定其未来的发展方向。

参考文献:

［1］康永．纳米金属催化剂在推进剂中应用进展［J］．兵器材料科学与工程，2012(01)．

［2］姜菡雨，李鑫，姚二岗等．固体推进剂用高活性纳米(非)金属粉的研究进展［J］．化学推进剂与高分子材料，2014(06):58～65．

［3］何利明，何伟，罗运军．GAP/NC交联改性双基推进剂能量及烟雾特性计算研究［J］．含能材料，2016(04):318～323．

作者:王立君 单位:91515部队53分队