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走向强国的脊梁,固体火箭发动机全程分析
作者:金骑将军    文章来源:博客    点击数:    更新时间:2008-7-6
  美国的“民兵3”导弹一级发动机壳体使用超高强度钢,质量比0.90,二级为钛合金,三级为玻璃钢;“和平卫士”MX的所有三级发动机均使用K-49凯夫拉纤维/环氧树脂,其中一级的质量比为0.92;侏儒的所有三级发动机均使用IM7碳纤维/环氧,一级的质量比0.93;三叉戟C4所有三级发动机均使用K-49凯夫拉纤维/环氧;三叉戟D5一、二级使用IM7碳纤维/环氧,第三级K-49凯夫拉纤维/环氧,一级的质量比0.944。 

  俄罗斯的SS-24、SS-25的一、二级使用玻璃钢,第三级使用APMOC芳伦纤维/环氧,质量比均大于0.90;SS-27很可能所有三级都使用芳伦纤维/环氧。 

  法国的M4/45潜射导弹一级使用超高强度钢,二级为玻璃钢,三级为凯夫拉纤维/环氧,M51将全面使用碳纤维/环氧。 

  我国的巨浪-1两级均使用高强度钢;据公开资料显示,我国已能制造大直径芳伦纤维/环氧壳体,但高性能碳纤维增强材料及工艺技术与国外还有较大差距。

 

  固体推进剂  

  固体推进剂是由氧化剂、燃料(可燃剂)和其他添加剂组成的固态混合物,按配方组分性质可分为单基推进剂、双基推进剂、复合推进剂、改性双基推进剂等;按质地的均匀性分为均质推进剂(如单基、双基推进剂)和异质推进剂(如复合推进剂和改性双基推进剂);按能量水平分为高能、中能、低能推进剂,比冲大于2450牛•秒/千克(即250秒)为高能,2255牛•秒/千克(即230秒)到2450牛•秒/千克为中能,小于2255牛•秒/千克为低能;按特征信号分为有烟、微烟、无烟推进剂。  

  固体推进剂分类 

  单基推进剂 Simple Base propellant 

  由单一化合物(如硝化纤维素,即硝化棉,简称NC)组成,它的分子结构中包含可燃剂和氧化剂,溶于挥发性溶剂中,经过膨润、塑化、压伸成型,除去溶剂即可。单基推进剂由于能量水平太低,现代固体发动机不再使用。  

  双基推进剂  Double Base Propellant 

  理论比冲为170~220秒(1660~2150牛•秒/千克),密度1.55~1.65克/立方厘米 。危险等级1.3级。 

  双基推进剂主要由硝化纤维素、硝化甘油(NG)和一些添加剂组成,两种主要成分的分子结构中都含有可燃剂和氧化剂。硝化纤维部分溶于硝化甘油,加入挥发性或不挥发溶剂及其它添加剂,经溶解塑化,成为均相物体,使用压伸成型(或称挤压成型)工艺即可制成不同形状药柱。 

  双基推进剂的优点是药柱质地均匀,结构均匀,再现性好;良好的燃烧性能,燃烧速度压力很小;工艺性能好;具有低特征信号,排气少烟或无烟;常温下有较好的安定性、力学性能和抗老化性能;原料来源广泛,经济性好。缺点是能量水平和密度偏低,高、低温下力学性能变差。双基推进剂主要用于小型固体燃气发生器。

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