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NEPE推进剂被引量:18
1999年
综述了NEPE推进剂的由来、组成、主要性能和发展方向。NEPE推进剂是在复合和改性双基推进剂基础上开发的新型高能固体推进剂,代表了当前推进剂的最高水平。含高能量密度物质(如CL-20)的NEPE推进剂,是NEPE推进剂的发展方向。
周集义
关键词:NEPE推进剂聚醚硝酸酯固体推进剂
低燃速少铝NEPE推进剂研究
2025年
为了降低少铝NEPE推进剂的燃速,分别研究了AP粒度和含量、Al粉粒度、(NG/BTTN)/PET比例、催化及降速推进剂燃烧性能的影响,计算了不同配方推进剂的标准理论比冲,并采用Φ165标准发动机对降燃速的推进剂内弹道性能进行验证。结果表明:增大AP和Al粉粒度,降低AP和催化含量、(NG/BTTN)/PET比例,以及添加降速均可降低推进剂燃速;添加降速T8的降速效果较好,推进剂标准理论比冲为2 503.08 Ns·kg^(-1),2 MPa下燃速降至3.54 mm·s^(-1),2~8 MPa下的压强指数为0.48;采用降燃速的推进剂制备的Φ165标准发动机装药工作正常、性能曲线平稳,2.78 MPa下的实测比冲为219.25 s,燃速为4.57 mm·s^(-1)。
张正中孙兵兵刘运飞张伟鄢海涛刘晓军
关键词:NEPE推进剂燃速压强指数AP催化剂
基于拉剪试验的NEPE推进剂强度准则
2025年
为研究应变率和拉剪角度对NEPE推进剂拉剪强度的影响,采用拉剪夹具和蝶形试验件开展了推进剂在5个拉剪角度(0°、30°、45°、60°、90°)和5个应变率下(0.0012、0.0048、0.024、0.12、1 s^(-1))的拉剪试验,获得了推进剂在拉剪复合加载作用下拉剪强度随拉剪角度和应变率的变化规律;基于试验结果,利用改进的圆型方程对推进剂的拉剪强度极限进行了描述;并结合双剪统一强度理论,建立了不同应变率下推进剂拉剪强度准则,绘制了相应的推进剂统一强度理论极限面;最后利用建立的推进剂拉剪强度准则来预测了拉剪角度15°和75°下0.12 s^(-1)和1 s^(-1)应变率的拉剪强度,将预测结果与试验数据进行对比,验证了所建拉剪强度准则的有效性。研究表明,随着拉剪角度和应变率的增大,NEPE推进剂拉剪强度逐渐增大;通过对材料参数值进行拟合求解,建立的改进后的圆型方程和统一强度准则能够较好描述不同拉剪角度和应变率下NEPE推进剂的拉剪强度,基于所建强度准则对拉剪角度15°和75°下应变率0.12 s^(-1)和1 s^(-1)的拉剪强度极限的预测值与试验值的误差小于实际处理的容许误差范围15%。
刘帆强洪夫王稼祥王哲君王学仁
关键词:NEPE推进剂
NEPE推进剂中叠氮类黏合分子固化反应动力学模拟研究
2025年
叠氮类黏合分子的固化反应动力学模型是了解相应硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂交联网络形成机理的重要途径。采用密度泛函理论(DFT)及过渡态理论(TST)方法,研究了缩水甘油叠氮聚醚(GAP)、3,3-双叠氮甲基氧杂环丁烷-四氢呋喃共聚醚(PBT)及三羟甲基丙烷(TMP)、硝化甘油(NG)、奥克托今(HMX)的分子结构、电子结构、分子间相互作用,以及分别在甲苯二异氰酸酯(TDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)体系中的固化反应动力学。结果表明,PBT的极性及稳定性均高于GAP,作为氢键供体的羟基与叠氮拥有更强的电负性。基于不同体系反应活化能垒ΔG和反应速率常数k的计算结果,TDI体系中黏合分子的固化反应速度(2.68×10^(-34)cm^(3)·mol^(-1)·s^(-1))显著高于HDI固化体系(3.50×10^(-35)cm^(3)·mol^(-1)·s^(-1))。同时,TMP与不同叠氮类黏合分子均能形成较强的分子间相互作用,并能够显著提高固化反应速率。此外,TDI体系中强氢键对固化反应的促进作用在高温下仍表现明显。
赵骁张鑫臧启光杨二刚周少魁吴芳
关键词:固体推进剂固化反应动力学分子间相互作用
氧化石墨烯对含CL-20的NEPE推进剂热分解及燃烧性能的影响
2025年
为了研究氧化石墨烯(GO)对含CL-20的NEPE推进剂热分解和燃烧过程的影响,利用溶-非溶法制备了不同GO含量的NEPE推进剂,采用扫描电子显微镜(SEM-EDS)、同步热分析仪(STA)及快速热加载实验平台(RCM)对所制备的NEPE推进剂微观形貌、热分解动力学参数及燃速进行分析。结果表明,GO的添加使NEPE推进剂表面形成紧密的层状结构,将暴露在表面的大粒径CL-20,HMX及AP包覆,使其暴露在表面的含量减少;而Al粒径较小会均匀分布在GO层状结构中,导致表面的Al含量增多。不含氧化石墨烯的NEPE推进剂GO0热分解主要包括5个放热阶段,添加氧化石墨烯使得推进剂热分解合并为3个主要的放热过程。GO添加对CL-20及HMX热分解起到抑制作用,但促进了AP热分解。GO0基础配方在3.5 MPa和825 K下的燃速为9.5 mm/s,添加0.025%~0.1%的氧化石墨烯,使得NEPE推进剂燃速提高10%~20%。
杨猛方鸣余涛张欣怡孟赛钦付小龙汤成龙黄佐华
关键词:NEPE推进剂钝感弹药氧化石墨烯热分析燃烧性能
NEPE推进剂固化降温过程残余应力应变分析
2024年
为研究硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂药柱固化与降温过程中残余应力/应变的形成机制,基于ABAQUS有限元软件对推进剂在固化与降温过程中的温度场、固化度场和应力/应变场进行数值分析。结果表明,NEPE推进剂药柱在50℃高温固化过程中,药柱内部存在温度梯度与固化速率梯度,药柱截面中心位置温度与固化速率较高,但在固化完成时内部固化度趋于一致,药柱内部的温差不会影响药柱最终的残余应力和残余应变;NEPE推进剂药柱在固化与降温2个阶段中,总残余应力/应变基本符合应力/应变叠加原理,药柱的残余应力/应变主要由固化收缩应力/应变与降温过程产生热应力/应变构成,总残余应力在这两阶段占比分别约为20%与80%,总残余应变占比分别约为30%与70%;本方法获得的残余应力/应变与传统采用温度折算方法计算结果分布趋势基本一致,但计算结果整体偏小。
周东谟谢旭源王瑞民刘向阳惠步青
关键词:温度场残余应力
一种快速测试NEPE推进剂燃速的方法
本发明提供了一种NEPE推进剂燃速的快速检测方法,该检测方法是利用傅里叶变换近红外光谱仪,采集一组(30≤n≤50)已知燃速的改性双基推进剂样品的红外光谱,利用化学计量学方法,将建模样品的近红外光谱与燃速标准值进行关联,...
刘强赵嘉静张皋潘清苏鹏飞王明
考虑热-化学耦合的NEPE推进剂固化过程数值模拟
2024年
采用热-化学耦合模型表征热传导和固化动力学反应,利用物理试验测定硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂在不同固化度下的热参数和密度,研究了NEPE推进剂药柱在固化过程中温度场和固化度的分布和演变规律。结果表明,因推进剂固化反应的生热速率与外界热量传递速率存在差异,导致固化过程中出现内部温度场和固化度场分布不均匀的现象。固化时间为1~4 d时,药柱中心位置的温度较高(最高57.6℃),外侧较低;固化时间大于等于5 d时,药柱温度场慢慢与环境温度(50℃)趋向于平衡。推进剂固化度-时间曲线近似为“S”型,固化时间小于1 d时和大于4 d时,固化速率缓慢;固化时间2~4 d时,固化速率快。固体发动机的m数对推进剂固化温度和固化速率有一定影响,m数越大,推进剂的最高温度越高,同时温差也越大,温度差会导致推进剂药柱内部固化速率产生差异,造成推进剂达到指定固化度的时间变长。
陈国庆惠维维聂嘉良曹鹏王健儒
关键词:NEPE推进剂药柱温度场
NEPE推进剂/衬层界面固化反应机理的理论研究
2024年
推进剂/衬层界面是固体火箭发动机燃烧室中的关键结构。采用密度泛函理论(DFT)研究了硝酸酯增塑聚醚(NEPE)推进剂/衬层粘合界面的反应机理,评估了界面结构中不同组分之间的反应途径和过渡态结构,包括聚乙二醇(PEG)、甘油(GO)、三乙醇胺(TEA)、N,N,N′,N′-四(2-羟乙基)乙二胺(THEED)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二氰酸酯(IPDI)和多官能度异氰酸酯(N-100);得到不同组分间反应路径的吉布斯自由能曲线。结果表明,TDI与PEG、GO、TEA和THEED之间的反应竞争性发生在第二步修饰反应,即第二个—NCO基团与端羟基的氢转移反应生成产物——聚氨酯;含羟基化合物中端羟基的增多有利于与2,4-TDI反应,但对2,6-TDI体系影响不大。此外,对比相关基元反应决速步的反应速率常数可知,2,4-TDI体系的反应速率常数大多高于2,6-TDI体系、IPDI体系和N-100体系,基元反应PEG+INT1较易发生,而基团反应N-100/THEED最慢发生。
桑丽鹏桑丽鹏李慧刘晨朱卫华
关键词:NEPE固体推进剂衬层密度泛函理论基元反应
NEPE推进剂/衬层界面形成机理的分子动力学模拟
2024年
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。
桑丽鹏桑丽鹏李慧李慧杨根武祎晨叶理欣朱卫华朱卫华
关键词:分子动力学反应速率常数

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樊学忠
作品数:336被引量:1,221H指数:18
供职机构:西安近代化学研究所
研究主题:固体推进剂 物理化学 燃烧性能 显色反应 推进剂
丁黎
作品数:157被引量:213H指数:9
供职机构:西安近代化学研究所
研究主题:火炸药 预估方法 推进剂 热分解 NEPE推进剂
张伟
作品数:101被引量:482H指数:12
供职机构:西安近代化学研究所
研究主题:固体推进剂 物理化学 NEPE推进剂 燃烧性能 催化剂