内容简介
《固体推进剂组合装药技术》主要针对固体推进剂组合装药技术，从组合装药的需求和性能指标出发，介绍不同类型多推力组合装药的结构特性、设计方法和工艺难点，重点介绍组合装药固体推进剂的燃烧特性，包括过渡段的燃烧特性和转级燃烧特性等。此外，针对组合装药在各种受力和温差下的结构完整性、组合装药药柱淤浆浇铸和浇铸-粒铸成型工艺、包覆成型工艺及组合装药的综合性能评估等进行较全面的介绍。
目录
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前言
第1章 绪论 1
1.1 多推力组合装药概述 1
1.1.1 多推力组合装药的分类 1
1.1.2 多推力组合装药的弹道性能参数 3
1.1.3 多推力组合装药设计的步骤和内容 5
1.1.4 多推力组合装药设计的理论依据 6
1.2 多推力组合装药设计 7
1.2.1 双推力组合装药设计 7
1.2.2 发射-增速-续航型三推力组合装药设计 20
1.2.3 发射-续航-加速型三推力组合装药设计 30
1.2.4 四推力组合装药设计 44
第2章 组合装药过渡段设计及燃烧特性 65
2.1 双推力组合装药过渡段设计及燃烧特性 65
2.1.1 双推力组合装药过渡段燃烧面积 66
2.1.2 双推力组合装药过渡段燃烧特性 70
2.1.3 双推力组合装药过渡段界面设计 72
2.2 三推力组合装药过渡段设计及燃烧特性 74
2.2.1 三推力组合装药过渡段燃烧面积 74
2.2.2 三推力组合装药过渡段燃烧特性 77
2.2.3 三推力组合装药过渡段装药结构 78
2.3 三推力组合装药发射-续航过渡段混合燃烧特性 79
2.3.1 三推力组合装药发射-续航过渡段分层燃烧过程 80
2.3.2 三推力组合装药发射-续航过渡段燃烧特性 82
2.3.3 三推力组合装药发射-续航过渡段装药结构 84
2.4 四推力组合装药过渡段设计及燃烧特性 84
2.4.1 四推力组合装药过渡段燃烧面积 84
2.4.2 四推力组合装药过渡段燃烧特性 85
2.4.3 四推力组合装药过渡段装药结构 87
2.4.4 四推力组合装药过渡段工艺成型 87
2.5 四推力组合装药增速-续航过渡段混合燃烧特性 89
2.5.1 四推力组合装药增速级向续航级过渡段燃烧过程 89
2.5.2 四推力组合装药过渡段燃烧特性 92
2.5.3 四推力组合装药过渡段燃烧面积 94
2.6 非混合燃烧组合装药过渡段设计与特性 97
2.6.1 侧面燃烧组合装药 97
2.6.2 端面燃烧组合装药 100
2.7 组合装药过渡段设计要点 103
第3章 组合装药推进剂燃烧特性 105
3.1 推进剂配方 105
3.1.1 续航级药柱配方 106
3.1.2 发射级药柱配方 106
3.2 组合装药推进剂高压燃烧特性 107
3.2.1 高压点火与压强控制 107
3.2.2 高压燃烧催化机理 111
3.2.3 高压燃烧平台控制 125
3.3 组合装药推进剂低压燃烧特性 137
3.3.1 低压燃烧临界工作压强 137
3.3.2 低压燃烧催化机理 142
3.3.3 低压燃烧平台控制 151
3.4 组合装药推进剂转级燃烧特性 154
3.4.1 组合装药推进剂催化燃烧机理 154
3.4.2 催化剂作用效果 156
3.4.3 转级燃烧熄火机理 158
3.4.4 压强转级稳定性控制 159
3.5 组合装药推进剂不稳定燃烧抑制技术 164
3.5.1 不稳定燃烧成因与抑制方法 164
3.5.2 燃烧稳定剂作用机理 167
3.5.3 组合装药燃烧稳定剂选择 169
第4章 组合装药结构完整性 190
4.1 改性双基推进剂的力学性能 191
4.1.1 改性双基推进剂宏观力学行为 191
4.1.2 改性双基推进剂力学性能优化 202
4.2 组合装药界面力学性能 209
4.2.1 改性双基推进剂配方 209
4.2.2 改性双基推进剂组合方式对界面性能的影响 211
4.2.3 浇铸工艺及其组合 217
4.3 典型组合装药及温度冲击下的结构完整性 219
4.3.1 典型结构组合装药结构完整性 219
4.3.2 温度冲击下组合装药结构完整性 234
第5章 推进剂组合装药成型工艺 251
5.1 浇铸推进剂成型工艺 251
5.1.1 球形药的制备 251
5.1.2 混合工艺 259
5.1.3 配浆浇铸工艺 262
5.1.4 固化成型工艺 264
5.2 粒铸推进剂成型工艺 269
5.2.1 浇铸药粒的制备 269
5.2.2 充隙浇铸工艺 275
5.3 螺压推进剂成型工艺 277
5.3.1 螺压工艺特点 277
5.3.2 螺压推进剂特点 279
5.4 浇铸-粒铸推进剂装药组合界面及控制 280
5.4.1 改性双基推进剂组合装药的工艺流程 280
5.4.2 改性双基推进剂配方的组分对组合界面性能的影响规律 282
5.4.3 改性双基推进剂组合方式对界面性能的影响 283
5.4.4 多次固化对推进剂性能的影响规律及其控制技术 292
5.4.5 包覆层对组合装药性能的影响 298
5.4.6 螺压推进剂与浇铸推进剂的组合形式 305
5.4.7 螺压推进剂与其他推进剂的组合形式 307
5.5 工艺方案 309
第6章 组合装药综合性能评估 311
6.1 组合装药安全性检测与评估方法 311
6.2 组合装药贮存性检测与评估方法 312
6.2.1 组合装药续航级药柱安全贮存寿命预估 312
6.2.2 组合装药发射级药柱安全贮存寿命预估 314
6.3 组合装药界面性能
试读
第1章绪论
组合装药是指采用不同的药形和不同性能的推进剂制成的装药。组合装药可以满足固体推进剂单室多推力发动机设计的技术要求，可在单一燃烧室内燃烧并使发动机产生多级推力，满足战术导弹不同飞行弹道的需求，并使导弹结构紧凑、飞行效能高。组合装药设计与单级推力发动机装药相比，发动机推力和燃烧室压强随工作时间变化大，不同推力之间的过渡段需要合理设计与计算[1，2]。多推力的过渡段有多种过渡形式，有的需要采用不同的燃面和不同推进剂混合燃烧的设计，导致多推力发动机组合装药设计计算步骤多，内容也较复杂。
1.1多推力组合装药概述
国内外的战术导弹采用单室多推力固体发动机较多，包括单室双推力发动机、单室三推力发动机等。此外，单室四推力发动机已完成研发，也有较强的需求背景。这些发动机装药与单级推力发动机装药相比，需要满足的指标参数较多，推力和压强随时间的变化*线也比单级推力发动机更加复杂[1]。
1.1.1多推力组合装药的分类
1.单室双推力组合装药
单室双推力组合装药，由发射级药柱和续航级药柱组成，发射级药柱燃烧时，发动机要为导弹发射提供足够的推力冲量，使其达到预定的初始速度；续航级药柱则为导弹巡航飞行提供飞行动力，以达到长时间保持导弹发射后获得的较大飞行速度，并满足射程要求。
单室双推力组合装药的推力*线如图1-1-1所示。
图1-1-1单室双推力组合装药推力*线
2.单室三推力组合装药
单室三推力组合装药在发动机工作中连续产生三级推力，简称三推力组合装药，其有两种形式。
**种形式是**级为发射级，满足导弹发射动力要求；第二级为增速级，工作时发动机产生增速动力，使导弹在发射后再增速，以获得更大的飞行速度；第三级为续航级，导弹在续航飞行时，可保持高速飞行，从而达到增加导弹射程或缩短导弹飞行时间的目的。
这种三推力组合装药弹道*线如图1-1-2所示。
图1-1-2发射-增速-续航型单室三推力组合装药弹道*线
第二种形式是发射级*先工作，其次是续航级，*后是加速级。这种推力方案可使导弹长时间续航飞行，进入加速级高推力飞行后，导弹具有较大的飞行过载，增加对导弹在飞行末段的控制力。这种三推力组合装药推力*线如图1-1-3所示。
图1-1-3发射-续航-加速型单室三推力组合装药推力*线
3.单室四推力组合装药
单室四推力组合装药是在单室三推力组合装药的基础上研发的。在导弹发射、增速和续航三级飞行后，具有较高的飞行速度，再通过装药的第四级工作，增大导弹飞行过载，增加对导弹的控制力。对采用杀伤爆破类型战斗部的导弹，第四级装药工作产生的动力，将增加导弹的着靶速度，增大战斗部的毁伤效果。单室四推力组合装药推力*线如图1-1-4所示。
图1-1-4单室四推力组合装药推力*线
1.1.2多推力组合装药的弹道性能参数
1.组合装药弹道性能参数要求
单室多推力发动机设计中，各级装药弹道参数要求包括：
(1)发射级平均推力和燃烧时间；
(2)增速级平均推力和燃烧时间；
(3)续航级平均推力和燃烧时间；
(4)加速级平均推力和燃烧时间；
(5)发动机总工作时间；
(6)发动机总推力冲量。
2.燃烧时间参数
在发动机设计技术要求中，各级工作时间要求是根据导弹飞行弹道需要合理分配的结果。恰当选择多推力组合装药药形及推进剂燃烧速率(简称“燃速”)，才能满足各级工作时间要求。
1)发射级时间
发射级要在导弹发射的初始瞬间，为导弹发射提供较大的初始推力冲量，以保证足够的发射初始速度。有的导弹发射，要求发射级工作在发射筒内结束。在各级工作时间中，发射级工作时间*短，大多在0.6s以内。
2)增速级时间增速级的工作时间要比发射级长。由于导弹的飞行弹道和飞行要求不同，增
4速级工作时间也不同，一般在1～5s。在增速级工作时间内，继续使导弹增速并使导弹尽快飞离载机或其他发射平台。由增速级为导弹飞行提供的较大推力和冲量，使导弹保持较高的飞行速度，以缩短导弹飞行时间。
3)续航级时间
续航级的工作时间*长，现装备的导弹续航级时间多在12～28s，有的续航时间更长。在这一飞行时间段，可保持导弹高速平飞或等速飞行，使其达到足够的射程。
4)加速级时间
加速级时间常根据导弹的飞行末速和使用过载要求而定，使导弹在飞抵目标时具有足够的飞行速度和使用过载，保证导弹在歼毁目标时具有足够的控制力。
5)发动机总工作时间
由装药燃烧形成的发动机总工作时间，包括装药起始燃烧压强上升段时间、各级工作段时间、各转级的过渡段时间和熄火后(燃终)压强下降段时间。各工作时
