[發明專利]一種低燒蝕性高能低特征信號推進劑

有效

• 申請號: 202210098559.7
• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114349584B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李洋;趙敏;張天福;尹必文;周先民;宋琴;張懷龍;曹滿山;李鑫
• 申請（專利權）人: 湖北航天化學技術研究所
• 主分類號: C06B33/14
• 分類號: C06B33/14;C06B45/10;C06D5/06
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 張彩珍

本方案公開了一種低燒蝕性高能低特征信號推進劑，該低燒蝕性高能低特征信號推進劑包含以質量百分含量計的如下組分：聚醚粘合劑：5.5％～10.2％；含能增塑劑：7.7％～15.0％；硝胺炸藥：35％～52％；氧化劑：25％～38％；金屬燃料：0％～2.0％；非金屬燃料：1.0％～3.0％；功能助劑：2.70％～3.26％。推進劑的固含量在73％～78％之間，該推進劑具備較低的氧系數、較高的能量，對噴喉的燒蝕小，特征信號低，可以滿足先進戰術導彈內彈道性能穩定、隱身性好的較高要求。

技術領域

本發明涉及固體推進劑制備技術領域，特別涉及一種低燒蝕性高能低特征信號推進劑。

背景技術

喉襯是固體火箭發動機噴管的關鍵部件，在發動機工作過程中，其面臨著高溫、高壓、含固體顆粒的高速燃氣沖刷造成的機械剝蝕及燃氣流中的H₂O、·OH自由基、CO₂等氧化性組分造成的熱化學燒蝕，導致型面退移、喉徑擴大，最終導致發動機工作穩定性和安全性降低。隨著戰術導彈與火箭射程的增加和性能的不斷提升，發動機的工作時間不斷延長，推進劑能量不斷提高，對喉襯等抗燒蝕材料的性能要求逐漸提升。鎢滲銅材料是一種特殊的金屬復合材料，兼具了鎢和銅兩種材料的優點：抗高溫、耐燒蝕、高強度、高硬度、良好的導熱性等，而且利用銅在高溫下揮發形成的發汗制冷作用，能降低鎢銅表面溫度，因而具有很好的耐高溫氣流沖刷的能力。然而在實際的小推力、長航時戰術型號研究中發現，鎢滲銅喉襯在不足30s的工作時間內即出現了穿火、泄壓故障，遠低于≥140s的續航要求。對于類似的高溫難熔合金類喉襯材料，同樣難以抵抗長時間的燒蝕。固體推進劑是影響喉襯燒蝕大小的重要因素之一，不同配方的固體推進劑由于具有不同的燃溫、燃氣中包含不同含量的氧化性組分和固體粒子，因此對喉襯的燒蝕程度也不同。硝酸酯增塑聚醚推進劑(NEPE推進劑)是目前世界各國高能推進劑的重點研究方向。常規的NEPE推進劑由于燃溫高、燃氣中氧化性組分和固體粒子含量高，對喉襯燒蝕嚴重，不能滿足長航時發動機的需求。而且由于燃氣流產生的一次煙、二次煙和二次火焰極易暴露導彈的彈道軌跡，破壞了導彈的隱身性能，降低了導彈及其發射平臺的戰場生存能力。

發明內容

本方案的一個目的在于提供一種低燒蝕性高能低特征信號推進劑，該推進劑引入了非金屬燃料(DAT、AC、ODA)，氧/燃比(燃氣中氧化性組分/燃料之比)顯著降低，實現了適中的燃溫、對喉襯的燒蝕小、特征信號低、較高的能量，滿足了先進戰術導彈追求的內彈道性能穩定、隱身性好的較高要求。

為達到上述目的，本方案如下：

一種低燒蝕性高能低特征信號推進劑，該低燒蝕性高能低特征信號推進劑包含以質量百分含量計的如下組分：

聚醚粘合劑：5.5％～10.2％；

含能增塑劑：7.7％～15.0％；

硝胺類炸藥：35％～52％；

氧化劑：25％～38％；金屬燃料：0％～2.0％；

非金屬燃料：1.0％～3.0％；

功能助劑：2.70％～3.26％。

優選的，所述聚醚粘合劑包括環氧乙烷-四氫呋喃共聚醚(PET)、聚乙二醇(PEG)或聚疊氮縮水甘油醚(GAP)。

優選的，所述環氧乙烷-四氫呋喃共聚醚為端羥基無規共聚醚，數均分子量為4000～10000g/mol，所述環氧乙烷-四氫呋喃共聚醚分子鏈中環氧乙烷(EO)單元與四氫呋喃(THF)的比例為1:1；所述聚乙二醇為端羥基乙二醇均聚醚，數均分子量為8000～12000g/mol；所述聚疊氮縮水甘油醚為端羥基疊氮縮水甘油均聚醚，數均分子量為3000～7000g/mol。