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第1章 绪论1

1.1 定义与基本概念1

1.2 固体推进剂制造与应用过程中的化学问题2

1.3 固体推进剂发展简史5

1.4 固体推进剂的分类7

1.5 固体推进剂的基本组成及功能11

1.6 火箭和导弹武器对固体推进剂性能的要求18

1.7 火箭推进的基本原理20

1.7.1 固体火箭发动机的基本构成20

1.7.2 火箭发动机的工作过程22

1.7.3 火箭发动机的主要性能参数22

参考文献28

第2章 固体推进剂的能量性能29

2.1 概述29

2.2 爆热31

2.3 推进剂的比容及燃气产物的相对平均分子质量33

2.4 推进剂的比冲34

2.4.1 定义34

2.4.2 比冲的基本关系式35

2.4.3 冻结比冲与平衡比冲39

2.4.4 标准理论比冲39

2.5 密度比冲39

2.6 特征速度40

2.7 推进剂比冲的计算方法43

2.8 各类固体推进剂能量性能49

2.8.1 双基及改性双基推进剂的能量特性49

2.8.2 聚丁二烯推进剂的能量特性52

2.8.3 硝酸酯增塑聚醚（NEPE）推进剂的能量特性54

2.9 火箭发动机的工作效率56

2.10 比冲效率57

2.11 提高固体推进剂能量性能的主要途径58

2.11.1 热力学上的依据58

2.11.2 氧化剂59

2.11.3 轻金属燃料60

2.11.4 增塑剂及黏合剂61

2.12 推进剂能量特性参数的测定63

2.12.1 静止试验台法64

2.12.2 弹道摆法65

参考文献66

本章习题66

第3章 固体推进剂的燃烧性能67

3.1 概述67

3.2 燃烧的基本特征68

3.3 固体推进剂的燃烧性能参数69

3.3.1 燃烧速度（燃速）69

3.3.2 燃速压力指数70

3.3.3 燃速温度系数σp73

3.3.4 压力温度系数πk75

3.3.5 侵蚀燃烧与侵蚀比76

3.4 双基推进剂的稳态燃烧理论78

3.4.1 双基推进剂燃烧机理78

3.4.2 双基推进剂平台燃烧机理82

3.4.3 双基推进剂燃速和压力指数理论预估84

3.5 复合改性双基推进剂燃烧理论87

3.5.1 AP-CMDB推进剂稳态燃烧模型87

3.5.2 HMX-CMDB推进剂稳态燃烧模型89

3.6 复合推进剂燃烧理论89

3.6.1 萨默菲尔德粒状扩散火焰模型（GDF）90

3.6.2 BDP多层火焰燃烧模型91

3.7 固体推进剂燃速的影响因素93

3.7.1 氧化剂类型及含量对燃速的影响93

3.7.2 氧化剂粒度及其分布对燃速的影响95

3.7.3 多孔高氯酸铵对燃速影响98

3.7.4 金属丝对燃速的影响99

3.7.5 爆热对燃速的影响100

3.7.6 燃烧催化剂对燃速的影响101

3.7.7 降速剂的影响102

3.8 固体推进剂的不正常燃烧103

3.8.1 不完全燃烧104

3.8.2 固体推进剂在发动机中的不稳定燃烧104

3.8.3 固体推进剂燃烧转爆轰108

3.8.4 推进剂燃速测试方法110

本章习题113

第4章 固体推进剂的力学性能114

4.1 概述114

4.2 固体火箭发动机对推进剂力学性能的要求115

4.3 固体推进剂在火箭发动机中所受载荷情况的分析116

4.3.1 自由装填式装药116

4.3.2 壳体黏结的火箭发动机装药117

4.4 固体推进剂力学性能的特征120

4.4.1 双基推进剂120

4.4.2 复合推进剂121

4.5 高分子复合推进剂黏弹性力学行为及主曲线122

4.5.1 高分子材料黏弹性力学行为的特征122

4.5.2 产生黏弹性力学行为的原因124

4.5.3 时间-温度等效原理和主曲线124

4.6 影响固体推进剂力学性能的主要因素及调控方法135

4.6.1 双基推进剂135

4.6.2 影响复合推进剂力学性能的主要因素140

参考文献155

本章习题156

第5章 固体推进剂的安定性和危险性157

5.1 含硝酸酯推进剂的安定性157

5.1.1 含硝酸酯推进剂的化学安定性158

5.1.2 含硝酸酯推进剂的物理安定性167

5.2 复合固体推进剂的老化170

5.2.1 复合固体推进剂的老化特征170

5.2.2 影响复合固体推进剂老化的因素171

5.2.3 复合固体推进剂的老化机理173

5.3 推进剂的贮存老化试验与使用寿命预估176

5.3.1 推进剂的贮存老化试验176

5.3.2 快速预估固体推进剂使用寿命的方法180

5.3.3 使用寿命预测方法评估184

5.4 改善固体推进剂贮存性能的方法186

5.4.1 改善含硝酸酯固体推进剂贮存性能的方法186

5.4.2 改善复合固体推进剂贮存性能的方法187

5.5 固体推进剂的危险性189

5.5.1 概述189

5.5.2 含硝酸酯固体推进剂的自动着火危险性190

5.5.3 撞击感度194

5.5.4 摩擦感度196

5.5.5 固体推进剂的静电火花感度196

5.5.6 固体推进剂的爆轰感度198

5.5.7 推进剂生产使用过程中的安全问题199

参考文献200

本章习题201

第6章 双基及改性双基推进剂202

6.1 双基推进剂203

6.1.1 双基推进剂的类别203

6.1.2 双基推进剂的配方204

6.1.3 双基推进剂的性能207

6.1.4 双基推进剂的性能调节212

6.2 改性双基推进剂214

6.2.1 改性双基推进剂的性能特点214

6.2.2 改性双基推进剂的组成216

6.2.3 改性双基推进剂的性能220

6.2.4 改性双基推进剂主要性能的调控规律226

参考文献233

本章习题234

第7章 复合固体推进剂236

7.1 概述236

7.2 复合固体推进剂对黏合剂的要求238

7.2.1 对黏合剂的要求238

7.2.2 黏合剂预聚物的固化反应及其控制参数239

7.2.3 对固化体系的要求242

7.3 聚硫橡胶推进剂243

7.3.1 聚硫橡胶黏合剂的合成及其性质244

7.3.2 固化体系245

7.3.3 典型聚硫橡胶推进剂的配方及性能247

7.4 聚氨酯推进剂248

7.4.1 聚氨酯的化学原理248

7.4.2 黏合剂的合成及性质251

7.5 聚丁二烯推进剂256

7.5.1 端羧基聚丁二烯（CTPB）推进剂257

7.5.2 端羟基聚丁二烯（HTPB）推进剂263

7.6 新型固体推进剂——硝酸酯增塑聚醚（Nitrate Ester Plasticized Polyether）推进剂281

7.6.1 概述281

7.6.2 NEPE推进剂黏合剂系统的特点282

7.6.3 NEPE推进剂的性能286

7.7 固体推进剂新型黏合剂、含能增塑剂、氧化剂及含能添加剂295

7.7.1 概述295

7.7.2 叠氮聚醚黏合剂及其推进剂295

7.7.3 以叠氮聚醚为黏合剂的复合固体推进剂310

7.7.4 端羟基嵌段共聚醚（HTPE）黏合剂及其推进剂317

7.7.5 二氟氨基聚醚黏合剂324

7.7.6 聚醚聚三唑黏合剂及其推进剂329

7.7.7 几种新型含能增塑剂和高能添加剂333

7.7.8 新型氧化剂338

7.7.9 新型含能添加剂350

参考文献367

本章习题367

第8章 固体推进剂制造工艺369

8.1 概述369

8.2 推进剂的制造工艺理论370

8.2.1 硝化纤维素与溶剂间的溶解性能370

8.2.2 双基推进剂的流变特性372

8.2.3 双基推进剂药料的物理状态374

8.3 螺旋压伸成型工艺375

8.3.1 典型螺旋压伸工艺流程375

8.3.2 吸收药的制造375

8.3.3 塑化药料的制造383

8.3.4 塑化药料挤压成型385

8.3.5 切药，整形，探伤，包覆387

8.3.6 其他挤压成型工艺387

8.4 双基、复合改性双基推进剂的浇铸成型工艺388

8.4.1 浇铸工艺的特点389

8.4.2 基本的工序和工艺流程389

8.4.3 粒铸工艺390

8.4.4 配浆浇铸工艺395

8.4.5 固化成型401

8.4.6 模具装配、脱模和整形403

8.4.7 粒铸与配浆浇铸工艺的对比404

8.5 复合推进剂的浇铸法制造工艺405

8.5.1 概述405

8.5.2 氧化剂准备406

8.5.3 其他原材料准备408

8.5.4 壳体、模芯准备410

8.5.5 混合工艺411

8.5.6 浇铸工艺413

8.5.7 固化工艺416

8.5.8 脱模与整型418

8.5.9 端面包覆418

8.5.10 无损检测419

8.5.11 装药发动机的包装及存放419

参考文献420

本章习题420

第9章 燃气发生剂421

9.1 概述421

9.2 双基型燃气发生剂422

9.2.1 双基型燃气发生剂的组分及其作用423

9.2.2 双基型燃气发生剂配方实例425

9.3 硝酸铵型燃气发生剂429

9.3.1 硝酸铵氧化剂429

9.3.2 硝酸铵型燃气发生剂433

9.3.3 硝酸铵型燃气发生剂的燃烧性能435

9.4 高氯酸铵型燃气发生剂436

9.4.1 降温剂436

9.4.2 高氯酸铵型燃气发生剂配方437

9.5 二羟基乙二肟型燃气发生剂438

9.6 硝胺型燃气发生剂439

9.7 烟火型燃气发生剂440

9.7.1 烟火型燃气发生剂的组成及作用440

9.7.2 烟火型燃气发生剂配方实例441

9.8 燃气发生剂配方设计443

9.8.1 降低燃烧温度443

9.8.2 减少燃气中残渣、烟雾含量447

9.8.3 提高燃气发生剂发气量448

9.8.4 燃气发生剂配方设计中的有关问题448

参考文献450

本章习题451

第10章 固体推进剂的绝热包覆层与无损检测技术452

10.1 概述452

10.2 对固体推进剂包覆层的基本要求453

10.2.1 包覆层与推进剂具有良好的相容性453

10.2.2 包覆层要有较好的力学性能454

10.2.3 包覆层与推进剂应有良好的黏结性能454

10.2.4 包覆材料要有良好的抗老化性能455

10.2.5 包覆层应具有良好的工艺性能455

10.3 包覆层材料455

10.3.1 热塑性聚合物455

10.3.2 热固性聚合物457

10.3.3 聚合物弹性体458

10.3.4 填料及其应用459

10.4 包覆层设计的理论基础和准则461

10.4.1 黏结机理461

10.4.2 生烟机理和消烟技术463

10.4.3 设计准则464

10.5 固体推进剂的包覆工艺467

10.5.1 自由装填式推进剂药柱的包覆467

10.5.2 壳体黏结式发动机装药的包覆工艺470

10.5.3 人工脱黏473

10.6 装药包覆层中液体组分的迁移和抑制475

10.6.1 NG迁移的危害475

10.6.2 迁移的原因476

10.6.3 影响NG迁移的因素477

10.6.4 NG迁移的动力学和热力学研究478

10.6.5 NG迁移的抑制技术479

10.7 装药包覆层的脱黏、开裂原因及预防措施480

10.7.1 脱黏、开裂的原因分析480

10.7.2 防止开裂和脱黏的措施481

10.8 包覆层性能的检测方法483

10.8.1 相容性试验方法483

10.8.2 增塑剂迁移性能试验方法485

10.8.3 黏结强度的测定与脱黏的检测487

10.8.4 物理机械性能488

10.8.5 贮存可靠性489

10.8.6 探伤489

10.9 固体推进剂的无损检测489

10.9.1 超声波检测490

10.9.2 固体推进剂包覆层超声波脉冲反射法无损检测493

10.9.3 X射线检测495

10.9.4 激光全息检测498

10.9.5 微波检测498

10.9.6 CT扫描检测500

10.10 固体火箭发动机内绝热层材料502

10.10.1 概述502

10.10.2 固体火箭发动机内绝热层材料的烧蚀机理516

10.10.3 固体火箭发动机内绝热层材料设计的基本原则524

10.10.4 固体火箭发动机内绝热层的主要原材料526

10.10.5 固体火箭发动机内绝热层的性能及测试方法534

参考文献541

本章习题542