本發明涉及一種用于遠射程、大載荷、強突防、小型化戰略導彈的含AlH3的高理論比沖和高密度推進劑及其制備方法。
背景技術：
：隨著武器裝備的升級換代，新戰標強烈要求下一代戰略導彈擁有更遠的射程和更大的有效載荷，以便拓展打擊范圍、增加運載彈頭的數量或質量，從而進一步提升戰略導彈的威懾效應。同時，隨著敵方反導能力的日漸提升，新戰標也對戰略導彈的突防能力和小型化能力提出了更高的要求，以進一步提升戰略導彈的實戰效能。為滿足下一代戰略導彈遠射程、大載荷、強突防、小型化的要求，研制比沖更高、密度更高的固體推進劑顯得尤為重要。這是因為在發動機尺寸和藥型結構不變的情況下，固體推進劑密度的增加將提高發動機的裝藥質量，比沖的增加將提高單位質量推進劑的作功能力，密度和比沖的共同提高，將顯著提高發動機的動力性能，從而使戰略導彈的射程更遠、有效載荷更大，也將使戰略導彈擁有更多的動力用于機動變軌，提高其突防能力。此外，在射程和有效載荷一定的情況下，固體推進劑密度和比沖的提高還將有利于戰略導彈的小型化。當前，戰略導彈常用的HTPB推進劑和NEPE推進劑的理論比沖(6.86MPa)、密度分別在2590N·s/kg、1.78g/cm3和2660N·s/kg、1.85g/cm3左右。為進一步提升下一代戰略導彈的綜合性能，迫切需要開展高理論比沖(≥2744N·s/kg，6.86MPa)、高密度(≥1.80g/cm3)固體推進劑的研制。技術實現要素：本發明的目的是：針對現有戰略導彈用HTPB推進劑理論比沖和密度偏低，NEPE推進劑密度高但理論比沖不高的現狀，提供一種適用于遠射程、大載荷、強突防、小型化戰略導彈的高理論比沖和高密度固體推進劑。本發明的技術途徑是：通過使用高能量密度材料AlH3、含能粘合劑GAP、含能增塑劑等技術手段提高推進劑的理論比沖；同時通過使用高密度含能炸藥CL-20、調節金屬燃料鋁粉的含量等技術手段提高推進劑的密度，從而形成一系列高理論比沖和高密度推進劑配方及其制備工藝。本發明的技術方案是：一種含AlH3的高理論比沖和高密度推進劑，它包括，粘合劑、增塑劑、氧化劑、含能炸藥、金屬燃料、金屬氫化物和固化劑。進一步的，上述金屬氫化物為AlH3。進一步的，上述粘合劑為聚疊氮縮水甘油醚(GAP)。進一步的，上述增塑劑為硝化甘油(NG)、丁三醇三硝酸酯(BTTN)中的一種或兩種組合。進一步的，上述含能炸藥為六硝基氮雜環異伍茲烷(CL-20)、二硝酰胺銨(ADN)中的一種或兩種組合。進一步的，上述各組分的質量百分比為：粘合劑：5％～10％；增塑劑：14％～20％；氧化劑：5％～17％；含能炸藥：32％～54％；金屬燃料：5％～18％；金屬氫化物：7％～15％；固化劑：0.5％～1.5％。進一步的，上述氧化劑為AP。進一步的，上述金屬燃料為Al。進一步的，上述固化劑包括各種含[NCO]的分子，如改性六次甲基多異氰酸酯(N-100)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)等，可以單獨使用，也可以組合使用。本發明還包括上述含AlH3的高理論比沖和高密度推進劑的制備方法，所述方法包括以下步驟：a)將所述粘合劑和增塑劑預先按比例制成混合溶液；b)將步驟a)所得的混合溶液和所述金屬燃料、氧化劑、含能炸藥、金屬氫化物、固化劑等組分依次加入立式或臥式混合機進行混合，混合一定時間以形成組分均勻的藥漿；c)使用真空澆注系統生產發動機藥柱及試驗試件。本發明與現有技術相比的優點如下：(1)理論比沖高：通過使用高能量密度材料AlH3、含能粘合劑GAP、含能增塑劑等技術手段，推進劑6.86MPa下的理論比沖達到2744～2790N·s/kg，比現有戰略導彈用HTPB推進劑的理論比沖提高了154～200N·s/kg，比NEPE推進劑的理論比沖提高了84～130N·s/kg；(2)密度高：通過使用高密度含能炸藥CL-20、調節金屬燃料鋁粉的含量等技術手段，推進劑的密度達到1.80～1.89g/cm3，比現有戰略導彈用HTPB推進劑的密度提高了0.02～0.11g/cm3，與NEPE推進劑的密度相當甚至更高。含AlH3的高理論比沖和高密度推進劑具有較高的理論比沖和密度，在戰略導彈中得到應用后可以大幅提高導彈的射程、有效載荷、突防能力和小型化能力。具體實施方式為了使本領域技術人員更好地理解本發明，下面結合具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。實施例1按下表1中所示的組分及含量制備推進劑，所制備的推進劑的性能如下：理論比沖：2747.65N·s/kg(6.86MPa)；密度：1.83g/cm3。表1推進劑的組分及含量組分GAPNGBTTNAPCL-20Al含量(％wt)58.58.512478組分AlH3N-100含量(％wt)101實施例2按下表2中所示的組分及含量制備推進劑，所制備的推進劑的性能如下：理論比沖：2744.78N·s/kg(6.86MPa)；密度：1.81g/cm3。表2推進劑的組分及含量組分GAPNGAPCL-20AlAlH3含量(％wt)10141146810組分N-100TDI含量(％wt)0.50.5實施例3按下表3中所示的組分及含量制備推進劑，所制備的推進劑的性能如下：理論比沖：2751.28N·s/kg(6.86MPa)；密度：1.81g/cm3。表3推進劑的組分及含量組分GAPBTTNAPCL-20AlAlH3含量(％wt)6207.548810組分TDI含量(％wt)0.5實施例4按下表4中所示的組分及含量制備推進劑，所制備的推進劑的性能如下：理論比沖：2755.37N·s/kg(6.86MPa)；密度：1.83g/cm3。表4推進劑的組分及含量組分GAPNGBTTNAPCL-20ADN含量(％wt)795.364012組分AlAlH3IPDI含量(％wt)1190.7實施例5按下表5中所示的組分及含量制備推進劑，所制備的推進劑的性能如下：理論比沖：2748.18N·s/kg(6.86MPa)；密度：1.80g/cm3。表5推進劑的組分及含量組分GAPNGBTTNAPCL-20Al含量(％wt)895.513439組分AlH3N-100IPDI含量(％wt)1110.5實施例6按下表6中所示的組分及含量制備推進劑，所制備的推進劑的性能如下：理論比沖：2790.40N·s/kg(6.86MPa)；密度：1.80g/cm3。表6推進劑的組分及含量組分GAPNGBTTNAPCL-20Al含量(％wt)511.457515組分AlH3N-100含量(％wt)150.6實施例7按下表7中所示的組分及含量制備推進劑，所制備的推進劑的性能如下：理論比沖：2745.12N·s/kg(6.86MPa)；密度：1.89g/cm3。表7推進劑的組分及含量組分GAPNGBTTNAPCL-20Al含量(％wt)514.5255412組分AlH3IPDI含量(％wt)70.5實施例8按下表8中所示的組分及含量制備推進劑，所制備的推進劑的性能如下：理論比沖：2744.83N·s/kg(6.86MPa)；密度：1.81g/cm3。表8推進劑的組分及含量組分GAPNGBTTNAPCL-20ADN含量(％wt)910.8412403組分AlAlH3TDIIPDI含量(％wt)10100.40.8實施例9按下表9中所示的組分及含量制備推進劑，所制備的推進劑的性能如下：理論比沖：2745.03N·s/kg(6.86MPa)；密度：1.80g/cm3。表9推進劑的組分及含量組分GAPNGBTTNAPADNAl含量(％wt)6113.2173218組分AlH3TDI含量(％wt)120.8因此可見，本發明推進劑的理論比沖高、密度高，滿足遠射程、大載荷、強突防、小型化戰略導彈對推進劑理論比沖和密度的要求。以上已經描述了本發明的各實施例，上述說明是示例性的，并非窮盡性的，并且也不限于所披露的各實施例。在不偏離所說明的各實施例的范圍和精神的情況下，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說許多修改和變更都是顯而易見的。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。當前第1頁1 2 3