[发明专利]一种低烧蚀性高能低特征信号推进剂

说明书

本方案公开了一种低烧蚀性高能低特征信号推进剂，该低烧蚀性高能低特征信号推进剂包含以质量百分含量计的如下组分：聚醚粘合剂：5.5％～10.2％；含能增塑剂：7.7％～15.0％；硝胺炸药：35％～52％；氧化剂：25％～38％；金属燃料：0％～2.0％；非金属燃料：1.0％～3.0％；功能助剂：2.70％～3.26％。推进剂的固含量在73％～78％之间，该推进剂具备较低的氧系数、较高的能量，对喷喉的烧蚀小，特征信号低，可以满足先进战术导弹内弹道性能稳定、隐身性好的较高要求。

技术领域

本发明涉及固体推进剂制备技术领域，特别涉及一种低烧蚀性高能低特征信号推进剂。

背景技术

喉衬是固体火箭发动机喷管的关键部件，在发动机工作过程中，其面临着高温、高压、含固体颗粒的高速燃气冲刷造成的机械剥蚀及燃气流中的H₂O、·OH自由基、CO₂等氧化性组分造成的热化学烧蚀，导致型面退移、喉径扩大，最终导致发动机工作稳定性和安全性降低。随着战术导弹与火箭射程的增加和性能的不断提升，发动机的工作时间不断延长，推进剂能量不断提高，对喉衬等抗烧蚀材料的性能要求逐渐提升。钨渗铜材料是一种特殊的金属复合材料，兼具了钨和铜两种材料的优点：抗高温、耐烧蚀、高强度、高硬度、良好的导热性等，而且利用铜在高温下挥发形成的发汗制冷作用，能降低钨铜表面温度，因而具有很好的耐高温气流冲刷的能力。然而在实际的小推力、长航时战术型号研究中发现，钨渗铜喉衬在不足30s的工作时间内即出现了穿火、泄压故障，远低于≥140s的续航要求。对于类似的高温难熔合金类喉衬材料，同样难以抵抗长时间的烧蚀。固体推进剂是影响喉衬烧蚀大小的重要因素之一，不同配方的固体推进剂由于具有不同的燃温、燃气中包含不同含量的氧化性组分和固体粒子，因此对喉衬的烧蚀程度也不同。硝酸酯增塑聚醚推进剂(NEPE推进剂)是目前世界各国高能推进剂的重点研究方向。常规的NEPE推进剂由于燃温高、燃气中氧化性组分和固体粒子含量高，对喉衬烧蚀严重，不能满足长航时发动机的需求。而且由于燃气流产生的一次烟、二次烟和二次火焰极易暴露导弹的弹道轨迹，破坏了导弹的隐身性能，降低了导弹及其发射平台的战场生存能力。

发明内容

本方案的一个目的在于提供一种低烧蚀性高能低特征信号推进剂，该推进剂引入了非金属燃料(DAT、AC、ODA)，氧/燃比(燃气中氧化性组分/燃料之比)显著降低，实现了适中的燃温、对喉衬的烧蚀小、特征信号低、较高的能量，满足了先进战术导弹追求的内弹道性能稳定、隐身性好的较高要求。

为达到上述目的，本方案如下：

一种低烧蚀性高能低特征信号推进剂，该低烧蚀性高能低特征信号推进剂包含以质量百分含量计的如下组分：

聚醚粘合剂：5.5％～10.2％；

含能增塑剂：7.7％～15.0％；

硝胺类炸药：35％～52％；

氧化剂：25％～38％；金属燃料：0％～2.0％；

非金属燃料：1.0％～3.0％；

功能助剂：2.70％～3.26％。

优选的，所述聚醚粘合剂包括环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚(PET)、聚乙二醇(PEG)或聚叠氮缩水甘油醚(GAP)。

优选的，所述环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚为端羟基无规共聚醚，数均分子量为4000～10000g/mol，所述环氧乙烷-四氢呋喃共聚醚分子链中环氧乙烷(EO)单元与四氢呋喃(THF)的比例为1:1；所述聚乙二醇为端羟基乙二醇均聚醚，数均分子量为8000～12000g/mol；所述聚叠氮缩水甘油醚为端羟基叠氮缩水甘油均聚醚，数均分子量为3000～7000g/mol。