含石蜡燃料初步研究

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1、第37卷第6期火箭推进V0l_37．No．62011年12月JOURNALOFROCKETPROPULSIONDec．2011含石蜡燃料初步研究胡松启，王鹏飞，刘凯，尤琛殉，官鹏(西北工业大学燃烧、流动和热结构国家级重点实验室，陕西西安710072)摘要：含石蜡燃料具高退移速率特性且成本低，是固液混合发动机理想能源。制取了在气氧矩形燃烧器中燃烧时不发生融化的含石蜡燃料。实验表明：将50％HTPB置换为石蜡，退移速率可提高1．37倍；在燃料中添加金属镁铝合金，可提高燃料密度和退移速率；添加碳黑可提高燃料密度，但退移速率略有下降

2、。关键词：预处理石蜡；固体燃料；防熔；退移速率中图分类号：V51—34文献标识码：A文章编号：1672—9374f2011)06—0043—04PilotstudyonsolidfuelcontainingparafinHUSong—qi，WANGPeng—fei，LIUKai，YOUChen—xun，GUANPeng(NationalKeyLaboratoryofCombustion，FlowandThermo—Structure，NorthwestemPolytechnicalUniversity，Xi’an710072

3、，China)Abstract：Thesolidfuelwithparaffinisawonderfulhybridenergysourceforrocketenginebe—causeofitspropertiesofhighregressionrateandlowcost．Thesolidfuelwithparafinwasfabricatedbyadoptingpre-treatedparafin，whichwasnotmeltedwhenitcombustedinoxygenrectangle—bum—er．Thee

4、xperimentresultsshowthattheregressionrateoffuelisincreasedbyafactorof137％when50％contentofHTPBisreplacedwithparafin，thedensityandregressionratealsocanbeincreasedconsumedlybyaddingMagnesium—Aluminumalloytothefuel，andtheregressionrateisdecreasedsli曲tlyandthedensityoff

5、uelisincreasedbyaddingcarbontothefue1．Keywords：pre-treatmentparafin；solidfuel；anti-melt；regressionrate率是一大难题。0引言近年，美国斯坦福大学l3l的研究证实有一种燃料通过在表面形成不稳定的液体薄膜而达到快目前，固液混合发动机发展主要难点有两方速燃烧，这种燃料即为石蜡燃料。斯坦福大学已面II：一是发动机燃烧效率不高；二是燃料的退成功配制SP—la石蜡燃料，其退移速率是同等条移速率低。燃烧效率可以通过增加后燃烧室等措件下端羟基

6、聚丁二烯(HTPB)燃料的3～4倍。施来提高到可接受的水平。如何提高燃料退移速由于石蜡燃料退移速率比HTPB燃料高的收稿日期：2011-07—04；修回日期：2011-10—19基金项目：航天支撑~(NIXAO003)；西北工业大学本科毕业设计(论3c)Y~点扶持基金(W003644)作者简介：胡松启(1976一)，男，副教授，研究领域为固体推进剂及燃烧火箭推进2011年l2月多，故国外许多机构已经开始大力研究石蜡燃都比较低，当固液混合火箭发动机停车后，石蜡料，并已将石蜡燃料应用于固液混合火箭发动燃料药柱形状难以保持。机。如

7、斯坦福大学制取了sP—la石蜡燃料，进行为充分利用石蜡和HTPB两者的优点，将石了超过300次的石蜡固液混合发动机试验[3-41。蜡作为一种组分加入到HTPB燃料中I。采用真1999年，斯坦福大学将直径50．8mm，长1．7IT／空浇注法制取含石蜡燃料，有如下优点：①可制的石蜡燃料火箭发射到了l829m高度。2001年作多孔燃料药柱；②可制作大型燃料药柱；③燃9月NASAAmes研究中心成功进行了石蜡燃料固料固化体系为HTPB／TDI，可实现燃料多次点火液混合发动机地面试车口1。2004年斯坦福大学设和熄火。计并制造出外径3

8、英寸的石蜡燃料探空火箭【4J，火箭飞行高度达2871m。1含石蜡燃料组分石蜡燃料的出现解决了传统固体燃料退移速率偏低的问题，可实现固液混合发动机装药构型燃料组分主要包括：端羟基聚丁二烯设计简单化。(HTPB)、预处理石蜡、高氯酸胺(AP)、镁粉、相对HTPB燃料力学性能好、药柱尺寸可控铝粉