[發明專利]一種電控固體推進劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201910246740.6
• 申請日: 2019-03-29
• 公開（公告）號: CN109942356B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 黃印;張小平;龐愛民;李洪旭;王拯;程紅波;王艷萍
• 申請（專利權）人: 湖北航天化學技術研究所
• 主分類號: C06D5/06
• 分類號: C06D5/06;C06B23/00;C06B31/02;C06B31/28;C06B45/10
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 劉潔

本發明涉及了一種電控固體推進劑及其制備方法，屬于固體推進劑領域。所述電控固體推進劑，包括如下質量百分比含量的原料：含羥基的粘合劑10％～14％，主氧化劑80％～85％，副氧化劑1％～4％，交聯劑0.5％～2％，功能助劑1％～2.5％；其中，所述主氧化劑為質量濃度為5～10％的硝酸羥胺水溶液，所述交聯劑為含硅化合物或有機鈦螯合物中的一種或組合。本發明能避免藥漿中產生大量凝膠團和氣泡，顯著提高電控固體推進劑的均勻性。

技術領域

本發明屬于固體推進劑技術領域，涉及一種電控固體推進劑及其制備方法。

背景技術

固體火箭發動機具有結構簡單、響應快速、使用維護方便等優點，因此，其在戰略、戰術導彈武器中應用十分廣泛。但固體推進劑一旦啟動無法熄滅，致使固體火箭發動機無法多次啟動，不具備靈活的能量管理能力，嚴重制約了固體推進技術的廣泛應用。而液體火箭發動機具有可多次啟動及推力精確調節等特性，但液體發動機結構復雜，且大多數液體推進劑組分具有高毒性、易燃易爆性、揮發性和腐蝕性嚴重，貯存期受限，在使用環境中可能發生滲漏而引發災難性事故，使用風險較大。同時現役的固體戰略和部分戰術導彈多采用液體推進的末修技術和姿軌控技術，導彈發射準備時間長，使用維護復雜，致使導彈武器不能滿足快速響應的實戰化需要。

電控固體推進劑可實現多次點火熄火，使發動機具有結構簡單和推力精確可控的優點，從而提高固體發動機工作的機動性和靈活性，實現固體發動機的推力實時調控，進而對導彈武器進行精確控制。電控固體發動機一旦研制成功，可取代現役戰略、戰術導彈用的液體姿軌控和末修發動機，提高導彈武器的精確打擊能力和抗干擾能力；該推進劑也可用作新型的臨近空間飛行器動力源，利用其推力可控特性，實現飛行器靈活機動滑翔飛行。

美國很早就開始電控固體推進劑方面的研究工作，并取得了顯著進展。2005年美國DSSP公司公布了一種電控固體推進劑，該推進劑與常規固體推進劑類似，包含粘合劑、氧化劑和功能助劑等組份，但該類電控固體推進劑在燃燒時會軟化或者融化，因而降低了它的有效性和多次點火熄火的能力。在此基礎上，美國又研制出了一種改進型電控固體推進劑，制成不同尺寸、不同重量大小的電控固體推進劑發動機，成功進行了電控固體發動機試車試驗。近年來，美國DSSP公司研制出多種電控固體推進系統，已進行推力為數百磅的試車試驗。

現有電控固體推進劑制備方法是先濃縮主氧化劑硝酸羥胺HAN溶液，得到濃度為80～90％溶液，再根據配方需求加入不同含量的副氧化劑形成液體氧化劑溶液；然后，為了提高高濃度液體氧化劑的穩定性，需要往液體氧化劑中加入適量的穩定劑等功能助劑，同時加入交聯劑硼酸等，使粘合劑組分之間能夠發生化學交聯反應；由于高濃度HAN液體氧化劑的用量在室溫條件下難以有效溶解粘合劑組分，因此需要在高溫條件下將粘合劑PVA溶解于純水中，再將PVA水溶液加入到液體氧化劑混合溶液中，通過攪拌進行混合；最后將混合后的藥漿倒入模具中固化成型。

現有配方得到的藥漿中存在大量凝膠團和氣泡，因而最終形成的藥柱中存在較多氣孔，嚴重影響推進劑的均勻性，導致推進劑的實測密度和力學性能受到較大影響，其中實測密度在1.46g/cm³左右，遠低于理論計算，常溫抗拉強度1MPa，且測試結果波動大、重復性差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種電控固體推進劑及其制備方法，該推進劑改善了藥漿的均勻性，實測密度可達1.54g/cm³，力學性能得到顯著改善，常溫抗拉強度可達1.58MPa。

為實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：

一種電控固體推進劑，包括如下質量百分比含量的原料：

含羥基的粘合劑：10％～14％；

主氧化劑：80％～85％；

副氧化劑：1％～4％；

交聯劑：0.5％～2％；