[發明專利]一種固液混合發動機燃料藥柱與點火藥一體制備工藝方法

有效

• 申請號: 201710273182.3
• 申請日: 2017-04-25
• 公開（公告）號: CN107162864B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 劉林林;武冠峰;胡松啟
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C06B33/00
• 分類號: C06B33/00;C06B21/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 陳星

本發明公開了一種固液混合發動機燃料藥柱與點火藥一體制備工藝方法；通過將擠壓成型的雙基推進劑套裝在圓柱形模具或心形模具的芯模上；或將復合推進劑的薄片粘貼在圓柱形模具或心形模具的芯模上，貼合縫隙。將芯模套上橡膠墊圈后連接在套筒底座上，將制備好的燃料融化后澆注到模具凹槽中，液面低于芯模和模具套筒。對于需要凝固的藥柱，將其放置常溫下凝固一定的時間；對于需要固化的藥柱，將其放置真空干燥箱中抽真空并在一定溫度下固化一定的時間。當藥柱凝固或固化后，去掉模具取出藥柱，對藥柱兩端進行修剪得到所需藥柱。當發動機點火時，藥柱內孔的雙基推進劑或復合推進劑燃燒使燃料燃燒，以保證發動機燃燒室的壓強穩定。

技術領域

本發明屬于固液混合發動機技術領域，具體地說，涉及一種固液混合發動機燃料藥柱與點火藥一體制備工藝方法，該方法既有利于燃料藥柱的脫模，又有利于燃料藥柱的可靠點火。

背景技術

火箭發動機是航天器和導彈的動力裝置，隨著航天技術的發展和進步，可靠性高、成本低廉、綠色環保成為火箭發動機發展的重要方向。固液混合發動機以固體燃料和液體氧化劑作為推進劑，潛在的應用主要包括：探空火箭、運載火箭助推器、太空飛船、亞軌道飛行器、靶機、姿軌控發動機等的動力裝置。

火箭發動機是航天器和導彈的動力裝置，隨著航天技術的發展與進步，可靠性高、成本低廉、綠色環保成為其未來發展的重要方向。固液混合發動機以固體燃料和液體氧化劑作為推進劑，具有以下優點：1)氧化劑和燃料分別儲存，因此發動機的儲存和操作安全性皆較高；2)推進劑的氧化劑主要為液氧、過氧化氫，燃料主要為端羥基聚丁二烯、石蠟、聚乙烯等碳氫燃料，燃氣無毒，滿足綠色環保的要求；3)可通過調節氧化劑的流量實現低成本下發動機的推力調節及多次開關機。

不同于固體火箭發動機，固液火箭發動機燃料中不含或僅含少量的氧化劑，燃燒屬于擴散燃燒，燃料的退移速率受表面熱環境和自身熱解特性的控制，并與氧化劑的流量、燃燒室壓強、燃燒室結構的特征尺寸等因素有關。在燃料的熱解過程中，一般是燃料先熔化形成液體層，當液體層達到熱解溫度后，燃料開始熱解。混合發動機的燃料一般為內孔以便通入氧化劑，內孔燃料的制備要用到模具，由于燃料與模具貼合，因此要用到脫模劑，目前常用的脫模劑有凡士林、石蠟、脂肪酸等，這些脫模劑不容易燃燒；由于點火藥在燃料的一端，而脫模劑不易燃燒，因此增大了燃料的點火延遲時間，不能使藥柱全面均勻燃燒，不利于燃料的可靠燃燒。

發明內容

為了避免現有技術存在的不足，本發明提出一種固液混合發動機燃料藥柱與點火藥一體制備工藝方法；通過在混合發動機藥柱的內孔粘貼一層雙基推進劑或復合推進劑，當發動機點火時，藥柱內孔的雙基推進劑或復合推進劑燃燒使得燃料燃燒，以保證發動機燃燒室的壓強穩定。

本發明固液混合發動機燃料藥柱與點火藥一體制備工藝方法，其特征在于包括以下步驟:

步驟1.組裝模具；

(1)選用圓柱形模具，或心形模具；

(2)將擠壓成形的圓管狀雙基推進劑，或復合推進劑薄片粘貼在圓柱形芯模上；

(3)將橡膠墊圈套裝在芯模上有螺紋的一端，芯模與模具套筒內底座螺紋連接；

(4)在模具套筒內側粘貼環氧樹脂，環氧樹脂厚度為3mm；

步驟2.燃料藥柱與點火藥一體制備；

(1)將配方為35～50％石蠟、0.8～2％高分子添加劑、32～43％CTPB、2.2～5％MAPO、0～30％納米Al的燃料融化后倒入環形凹槽中，溶液液面低于芯模和模具外殼高度；

(2)放置真空干燥箱中，溫度調節到70℃并將壓強抽至-0.09MPa；

(3)固化7天后取出藥柱；

(4)將藥柱從模具中取出，去掉芯模對藥柱兩端進行修剪，得到所需藥柱。