基本介紹
- 中文名：低燃速推進劑
- 外文名：low burning rate propellant
- 特點：燃速小於5mm/s
歷史背景,套用,研究進展,
歷史背景
為了使火箭由更大的運載能力，就得提高火箭的性能。上世紀80年代特別重視提高第三級或第四級固體火箭發動機的性能。通常，用兩個指標表征火箭的性能：一是比推力，它是能從推進劑中獲得多大能力的指標；另一個是質量比，它是一個表示結構減輕程度的指標，通常是推進劑質量同火箭質量之比。儘管對其所進行的研究和發展工作都是為了提高這兩個指標，但這兩個指標卻總是矛盾和相互制約的。因此，只能按照火箭的不同用途來確定這兩個指標。
提高火箭的比推力，就要使溫度更高、分子量更小的氣體以更高的速度運動。對於固體火箭來講，曾先後進行了一些卓有成效的研究，即通常採用添加鋁粉一類金屬燃料來提高燃氣溫度，或者採用降低燃氣分子量的辦法。不過，噴管材料和推進劑的物理性質實際上都受到一定的限制，因此這種技術的發展已趨於極限，結果其性能很難大幅度地提高。在此情況下，只得通過加大最終燃氣排速來提高比推力。這種想法可以通過採用大膨脹比的噴管裙部來實現。可是，如果增大噴管裙部的直徑，勢必就要增加火箭的種類，從而會降低質量比這個指標。
一般來說，縮小噴管直徑就會使燃燒室的壓力增大，隨之就得加強燃燒室的強度並增加燃燒室的重量。這樣，同樣會降低其質量比。若能用少量添加劑大幅度地減低燃燒速度，則在通常燃燒壓力（40kg/cm2）下緩慢燃燒時就可以使燃氣在不增加發動機質量的條件下充分膨脹，以提高膨脹比這一數據。由此可知，研製低燃速的固體推進劑是提高固體火箭性能的一個途徑。
套用
低燃速推進劑主要用於各類燃氣發生器，用於各類制導武器的控制系統，隨著遠程打擊、精確制導發展的需求，要求燃氣發生器工作時間長，燃氣潔淨，燃氣溫度低。雙基低燃速推進劑具有壓強指數小、燃氣潔淨、性能穩定的特點，可用於各類燃氣發生器。燃氣發生器對推進劑的燃燒性能要求高，因此燃燒性能調節技術顯得十分關鍵。
降低雙基推進劑燃速可以通過在配方中加入降速劑實現，最常用的降速劑有共聚甲醛、蔗糖八醋酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、RDX和HMX等。國內外在低燃速推進劑配方中多採用一種降速劑，主要採用燃燒催化劑來降低壓強指數，對既能降低燃速又能降低壓強指數的複合降速劑研究較少。
研究進展
姿控發動機藥柱通常採用低燃速推進劑，當其燃速在4mm/s以上時，相關試驗表明，採用高能煙火劑做點火藥，能夠可靠點燃主裝藥。當推進劑燃速在1mm/s以下時，如果只採用高能煙火劑（BPN-1）的常規點火方案，就不能點燃主裝藥，原因是這種推進劑的點火性能很差，不易點燃。這使得這種低燃速推進劑的點火問題成為姿控發動機研製中的技術關鍵。相關進一步試驗研究表明，採用高能煙火劑、黑火藥和緩燃推進劑等多種點火藥的複合點火方案，可以有效解決低燃速固體推進劑的點火問題，實現正常點火。
