低易損推進(jìn)劑機(jī)械刺激下的試驗(yàn)、機(jī)理、配方的研究進(jìn)展

李海濤，武卓，汪越，王拯，李尚文，黃印，程紅波，徐爽，宋柳芳

低易損推進(jìn)劑機(jī)械刺激下的試驗(yàn)、機(jī)理、配方的研究進(jìn)展

李海濤1,2，武卓1,2，汪越1,2，王拯1,2，李尚文1,2，黃印1,2，程紅波1,2，徐爽1,2，宋柳芳1,2

（1.湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所，湖北 襄陽 441003；2.航天化學(xué)動力技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 襄陽 441003）

基于我國的低易損推進(jìn)劑試驗(yàn)和理論研究工作相比于國外起步較晚，尤其是子彈沖擊、破片沖擊、聚能射流沖擊等機(jī)械刺激作用下的低易損研究，受到試驗(yàn)條件和評估標(biāo)準(zhǔn)的限制更為嚴(yán)重，研究的滯后性尤為突出。為了給后續(xù)研究工作提供一些幫助，總結(jié)了三個(gè)方面的研究進(jìn)展。一是低易損推進(jìn)劑子彈沖擊、破片沖擊、聚能射流沖擊的試驗(yàn)結(jié)果；二是低易損推進(jìn)劑在機(jī)械刺激下的響應(yīng)機(jī)理；三是低易損推進(jìn)劑的配方研究工作。最后提出了幾點(diǎn)建議，希望對國內(nèi)的相關(guān)理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐有所幫助。

低易損推進(jìn)劑；機(jī)械刺激；子彈沖擊；破片沖擊；聚能射流沖擊；響應(yīng)機(jī)理

低易損推進(jìn)劑是固體火箭推進(jìn)劑的研究前沿，被廣泛應(yīng)用于艦載導(dǎo)彈和機(jī)載導(dǎo)彈中[1]。低易損性試驗(yàn)按照外界刺激條件可以分為三類：熱刺激，包括快速烤燃試驗(yàn)和慢速烤燃試驗(yàn)；機(jī)械刺激，包括子彈沖擊、破片沖擊和聚能射流沖擊試驗(yàn)；綜合威脅，包括殉爆試驗(yàn)[2]。

相比于國外，我國的低易損推進(jìn)劑研究起步較晚，低易損性試驗(yàn)方法和評估程序基本為空白[2]，低易損性技術(shù)也發(fā)展得不夠完善[3]。在三類不同刺激條件下的低易損性試驗(yàn)中，機(jī)械刺激作用下的低易損性試驗(yàn)發(fā)展尤為滯后。一方面是試驗(yàn)條件的限制[2]，子彈和破片的速度難以達(dá)到國外標(biāo)準(zhǔn)；另一方面，對于聚能射流沖擊試驗(yàn)，北約各國還未達(dá)成一致，具體試驗(yàn)裝置和步驟也未制定[4]，這也導(dǎo)致國內(nèi)的聚能射流試驗(yàn)難以標(biāo)準(zhǔn)化。因此，亟待開展和突破機(jī)械刺激作用下低易損性試驗(yàn)的研究工作。

文中總結(jié)了國內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)展，包括響應(yīng)機(jī)理的研究成果[1,5-6]，為后續(xù)的機(jī)理研究工作提供理論支持。所有的這些機(jī)理研究都是為了指導(dǎo)試驗(yàn)和生產(chǎn)，來提高推進(jìn)劑低易損性和安全性能，從而避免推進(jìn)劑意外事故導(dǎo)致的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。影響推進(jìn)劑低易損性的因素有很多，其中推進(jìn)劑配方的影響尤為突出[1,5-6]，從調(diào)控推進(jìn)劑配方的角度去提高低易損性，有著重要的理論意義和實(shí)踐意義，因此還總結(jié)了低易損推進(jìn)劑中的配方研究工作。

1 低易損推進(jìn)劑機(jī)械刺激試驗(yàn)結(jié)果分析

目前，國外有很多低易損推進(jìn)劑以及涉及到低易損性試驗(yàn)的固體推進(jìn)劑[2-4]，文中都將它們歸為低易損推進(jìn)劑，總結(jié)了其中有關(guān)機(jī)械刺激作用下的低易損性試驗(yàn)結(jié)果，并進(jìn)行分析。李軍等[2]總結(jié)了一系列固體推進(jìn)劑發(fā)動機(jī)的低易損試驗(yàn)結(jié)果。

1）美國海軍AP基復(fù)合推進(jìn)劑發(fā)動機(jī)低易損性試驗(yàn)結(jié)果，其中子彈沖擊和破片沖擊的試驗(yàn)結(jié)果見表1。從表1可以看出，子彈沖擊和破片沖擊試驗(yàn)的通過率分別為27%和25%，都非常低。兩項(xiàng)結(jié)果表明，這兩項(xiàng)低易損性能要求，一般的AP基復(fù)合推進(jìn)劑很難達(dá)到。子彈沖擊試驗(yàn)16次，其中只有1次未完成，完成率94%。破片沖擊試驗(yàn)16次，其中8次未完成，完成率50%。兩項(xiàng)結(jié)果表明，子彈沖擊試驗(yàn)完成難度較低，而破片沖擊試驗(yàn)的難度較高，主要是破片發(fā)射的速度和角度都難以控制。同一型號發(fā)動機(jī)兩次試驗(yàn)結(jié)果基本相同，但是兩種JATO發(fā)動機(jī)的兩次試驗(yàn)結(jié)果都不相同，這可能與它本身的特性有關(guān)。

2）采用鈍感彈藥（Insensitive Munition，IM）技術(shù)的響尾蛇導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)和Mk 36 Mod 11發(fā)動機(jī)的低易損試驗(yàn)對比結(jié)果，其中子彈沖擊的結(jié)果分別是燃燒（V）和爆燃（IV）；破片沖擊的結(jié)果也分別是燃燒（V）和爆燃（IV）。兩項(xiàng)結(jié)果表明，采用IM技術(shù)后，子彈沖擊和破片沖擊試驗(yàn)響應(yīng)結(jié)果都降低了一個(gè)等級，表明IM技術(shù)可以提高發(fā)動機(jī)的低易損性。

表1 美國海軍AP基復(fù)合推進(jìn)劑發(fā)動機(jī)部分低易損試驗(yàn)結(jié)果

3）改進(jìn)型海麻雀導(dǎo)彈（ESSM）的基準(zhǔn)發(fā)動機(jī)和復(fù)合材料殼體發(fā)動機(jī)的低易損試驗(yàn)對比。其中子彈沖擊試驗(yàn)結(jié)果都是是燃燒（V），破片沖擊結(jié)果分別是爆燃（IV）和燃燒（V）。兩項(xiàng)結(jié)果表明，采用復(fù)合材料殼體后，破片沖擊試驗(yàn)響應(yīng)結(jié)果等級降低一級，而子彈沖擊試驗(yàn)結(jié)果相同。這可能是子彈沖擊的作用力比破片小，普通殼體和復(fù)合材料殼體都能有效地抵抗沖擊，所以子彈沖擊試驗(yàn)結(jié)果相同。破片沖擊作用力較大，超出普通殼體的承受范圍，但是復(fù)合材料殼體的抗沖擊能力強(qiáng)于普通殼體，所以采用復(fù)合材料殼體后的低易損性試驗(yàn)響應(yīng)等級降低。這些對比性試驗(yàn)結(jié)果表明，采用復(fù)合材料殼體技術(shù)可以在一定程度上提高發(fā)動機(jī)低易損性。

4）愛國者先進(jìn)能力-3（PAC-3）導(dǎo)彈低易損試驗(yàn)結(jié)果，其中子彈沖擊和破片沖擊試驗(yàn)結(jié)果見表2。從表2可以看出，子彈沖擊試驗(yàn)有2項(xiàng)通過，而破片沖擊試驗(yàn)只有1項(xiàng)通過。這也表明破片沖擊的作用力大于子彈沖擊，固體火箭發(fā)動機(jī)的破片沖擊試驗(yàn)通過率一般低于子彈沖擊試驗(yàn)。

5）標(biāo)準(zhǔn)-3導(dǎo)彈（SM-3）低易損試驗(yàn)結(jié)果，其中子彈沖擊和破片沖擊的結(jié)果見表3。從表3可以看出，子彈沖擊試驗(yàn)和破片沖擊試驗(yàn)的響應(yīng)結(jié)果，都高于允許的反應(yīng)等級燃燒（V），兩項(xiàng)試驗(yàn)都沒有通過。

楊琨等[3]也總結(jié)了國外低易損推進(jìn)劑的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，比如鈍感NEPE推進(jìn)劑的子彈沖擊和破片沖擊實(shí)驗(yàn)，結(jié)果均是燃燒（V）。報(bào)道中裝備NEPE推進(jìn)劑的型號武器有美國三叉戟II（D-5）潛地戰(zhàn)略導(dǎo)彈的第一、二、三級發(fā)動機(jī)，平衛(wèi)士（MX）導(dǎo)彈和小檞樹導(dǎo)彈等。鈍感XLDB推進(jìn)劑的子彈沖擊實(shí)驗(yàn)結(jié)果為燃燒（V），美國三叉戟（TRIDENTI(C4)）導(dǎo)彈采用三級固體發(fā)動機(jī)，裝備了鈍感XLDB推進(jìn)劑。這些結(jié)果表明，國外型號發(fā)動機(jī)機(jī)械刺激低易損試驗(yàn)中，子彈沖擊和破片沖擊研究較多，而聚能射流沖擊的研究非常少。這可能與北約各國未在此試驗(yàn)方面達(dá)成一致，具體試驗(yàn)裝置和步驟也未制定有關(guān)[4]。

表2 PAC-3導(dǎo)彈部分低易損試驗(yàn)結(jié)果

表3 SM-3導(dǎo)彈部分低易損試驗(yàn)結(jié)果

國內(nèi)幾乎沒有報(bào)道型號發(fā)動機(jī)的子彈沖擊、破片沖擊、聚能射流沖擊試驗(yàn)，只報(bào)道了少數(shù)推進(jìn)劑的相關(guān)試驗(yàn)。張超等[7]完成了HTPB推進(jìn)劑、改性雙基推進(jìn)劑、NEPE推進(jìn)劑的聚能射流沖擊試驗(yàn)，其結(jié)果分別為爆炸、部分爆轟、部分爆轟。只有HTPB推進(jìn)劑通過了聚能射流沖擊試驗(yàn)，而改性雙基推進(jìn)劑和NEPE推進(jìn)劑都沒有通過。其原因可能是，改性雙基推進(jìn)劑和NEPE推進(jìn)劑的能量都高于HTPB推進(jìn)劑，在相同的沖擊作用下，它們的響應(yīng)等級更高。

2 機(jī)械沖擊作用下的響應(yīng)機(jī)理

Bowden[8]、Field[9-10]、陳廣南[5]、達(dá)維納[1]等都總結(jié)了機(jī)械沖擊作用下推進(jìn)劑發(fā)生點(diǎn)火燃燒，甚至爆轟等過程的反應(yīng)機(jī)理。主要包含兩個(gè)階段，第一個(gè)階段是熱點(diǎn)（Hot Spot）形成，外部能量轉(zhuǎn)化為熱能后，只是集中在推進(jìn)劑藥柱中局部一些小點(diǎn)上，就是所謂的熱點(diǎn)。當(dāng)熱點(diǎn)溫度足夠高時(shí)，在局部區(qū)域發(fā)生燃燒，這就是點(diǎn)火（Ignition）過程。第二個(gè)階段是燃燒的傳播，包括可能產(chǎn)生的燃燒轉(zhuǎn)爆轟（the Deflagration to Detonation Transition，DDT）過程。

關(guān)于熱點(diǎn)形成機(jī)理，F(xiàn)ield等[9-10]將它歸結(jié)為10種，而陳廣南等[5]認(rèn)為主要的是6種，分別是摩擦機(jī)理[8-12]、局部絕熱剪切帶機(jī)理[13-19]、裂紋尖端加熱機(jī)理[20-21]、空洞坍塌機(jī)理[22-27]、氣泡絕熱壓縮機(jī)理[28-30]、晶粒錯(cuò)位機(jī)理[31-32]等。

摩擦形成熱點(diǎn)的機(jī)理[8-12]認(rèn)為，摩擦?xí)a(chǎn)生局部加熱，使局部區(qū)域溫度升高，而能否形成熱點(diǎn)則取決于局部溫度是否達(dá)到臨界溫度，而決定臨界溫度的因素有推進(jìn)劑中固體顆粒熔點(diǎn)、熱傳導(dǎo)性能和硬度等。

局部絕熱剪切帶形成熱點(diǎn)的機(jī)理[13-19]認(rèn)為，固體推進(jìn)劑的損傷會產(chǎn)生不均勻變形，從而形成速度梯度。在某一個(gè)窄的寬度范圍內(nèi)，推進(jìn)劑的強(qiáng)度失效，導(dǎo)致快速的粘塑性加熱，溫度升高，熱量聚集，而且無法分散，就會形成“絕熱剪切帶”。當(dāng)溫度高于臨界溫度時(shí)，就會形成熱點(diǎn)。決定臨界溫度的因素有剪切速度、法向壓力、推進(jìn)劑力學(xué)性能等。

裂紋尖端加熱形成熱點(diǎn)的機(jī)理[20-21]認(rèn)為，如果裂紋的擴(kuò)展在不同的材料上，產(chǎn)生的溫度是不相同的，只有到達(dá)臨界溫度才能形成熱點(diǎn)。如果裂紋在AP、RDX、HMX等顆粒內(nèi)部擴(kuò)展，無法形成熱點(diǎn)，因?yàn)檫@些顆粒是脆性材料，斷裂表面能很小，快速擴(kuò)展的裂紋尖端溫度不夠高。如果裂紋在聚合物內(nèi)部擴(kuò)展，能夠形成熱點(diǎn)，因?yàn)榫酆衔锏臄嗔驯砻婺鼙阮w粒大很多，有足夠的韌性。

空洞坍塌形成熱點(diǎn)的機(jī)理[22-27]認(rèn)為，推進(jìn)劑原材料的缺陷，制備工藝不完善，運(yùn)輸、檢測、貯存等過程中受到損傷等都會導(dǎo)致其內(nèi)部產(chǎn)生大量孔隙。這些孔隙在外界機(jī)械刺激下會高速坍塌，在局部區(qū)域產(chǎn)生快速的塑性變形和粘塑性加熱，最終形成熱點(diǎn)。

氣泡絕熱壓縮形成熱點(diǎn)的機(jī)理[28-30]認(rèn)為，氣泡壓縮也會導(dǎo)致局部溫度升高，當(dāng)達(dá)到臨界溫度值時(shí)，就會形成熱點(diǎn)。氣泡升溫速度由它的尺寸、壓縮速度、熱量傳導(dǎo)速率等因素決定。氣泡尺寸越大，壓縮速度越小，熱傳導(dǎo)速率越小，那么形成熱點(diǎn)越快，導(dǎo)致熱爆炸的概率也越大。

晶粒錯(cuò)位形成熱點(diǎn)的機(jī)理[31-32]認(rèn)為，熱點(diǎn)的形成與晶粒本身的性質(zhì)以及晶粒之間的界面狀態(tài)有一定關(guān)系。一般情況下，晶粒位錯(cuò)、塑性流動都會形成熱點(diǎn)。

熱點(diǎn)形成后會導(dǎo)致推進(jìn)劑局部區(qū)域燃燒，而燃燒會向推進(jìn)劑未反應(yīng)區(qū)域傳播，直至整個(gè)推進(jìn)劑發(fā)生燃燒，甚至更加劇烈的響應(yīng)。一般認(rèn)為，燃燒的傳播方式主要有4種[1]：傳導(dǎo)燃燒、對流燃燒、爆轟、熱爆炸。反應(yīng)區(qū)通過熱傳導(dǎo)方式（也就是傳導(dǎo)燃燒）進(jìn)入初始物質(zhì)，被稱為“爆燃”。反應(yīng)區(qū)以沖擊波的方式穿過整個(gè)未反應(yīng)的推進(jìn)劑，被稱為“爆轟”。對流燃燒是指，反應(yīng)區(qū)是以受熱氣體滲入藥粒間的空間這種方式來傳播的，壓強(qiáng)的上升可能導(dǎo)致DDT，固體推進(jìn)劑的損傷會導(dǎo)致對流燃燒狀態(tài)。物質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量大于它向周圍的散熱，就會導(dǎo)致熱爆炸。

除了DDT機(jī)理外，向爆轟轉(zhuǎn)變的機(jī)理[1]，還有通過沖擊波而延遲爆轟（XDT）和沖擊向爆轟轉(zhuǎn)變（SDT）。SDT是通過強(qiáng)沖擊波在一維的方向上引爆，而XDT是通過弱沖擊波在二維和三維的方向上引爆?？梢钥吹?，爆轟的產(chǎn)生與沖擊波的傳播直接相關(guān)，那么要阻止爆轟的產(chǎn)生，抑制沖擊波傳播是一種有效途徑。

3 低易損推進(jìn)劑配方研究

推進(jìn)劑配方很大程度上決定著推進(jìn)劑的各項(xiàng)性能，包括低易損性。許多研究表明，可以通過調(diào)控推進(jìn)劑配方來提高其低易損性。配方中各個(gè)組分所起到的作用，受到研究者的關(guān)注和研究。

徐丹丹[33]和雷安華[34]總結(jié)了國外HTPB、HTPE、HTCE、NEPE、XLDB等推進(jìn)劑配方調(diào)控對其低易損性影響的工作。其中，HTCE是指四氫呋喃和己酸內(nèi)酯的嵌段共聚物，可以作為HTPE推進(jìn)劑的低成本替換物。其配方降低AP在粘合劑中的溶解度，從而降低推進(jìn)劑敏感度。HTCE推進(jìn)劑中，氧化劑AP和燃料鋁粉的質(zhì)量比為84%，剩余的16%組分為聚醚/聚酯聚合物、交聯(lián)劑、混合的增塑劑、粘合劑、固化催化劑、異氰酸酯等。HTCE和HTPB推進(jìn)劑被填裝進(jìn)直徑為203.2 mm的石墨纖維復(fù)合材料殼體發(fā)動機(jī)，分別進(jìn)行了子彈沖擊和破片沖擊試驗(yàn)，兩種推進(jìn)劑均通過了這兩項(xiàng)試驗(yàn)。

另外，AFC推進(jìn)劑是一種含鋁（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%）、硝胺（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%），以PEG粘合劑為基礎(chǔ)，并采用混合硝酸酯增塑的推進(jìn)劑。相關(guān)試驗(yàn)表明，固體和液體組分之間的能量分布可能形成相對鈍感配方。在子彈沖擊和破片沖擊試驗(yàn)中，分別采用厚剛殼體和薄剛殼體，子彈沖擊試驗(yàn)結(jié)果都是燃燒（V），而破片沖擊試驗(yàn)，薄剛殼體推進(jìn)劑的結(jié)果是燃燒（V），厚剛殼體推進(jìn)劑的試驗(yàn)未完成。這些試驗(yàn)的結(jié)果表明，調(diào)控推進(jìn)劑的固/液組分比確實(shí)可以降低其易損性。

周桓等[35]研究了影響推進(jìn)劑低易損性的因素，結(jié)果表明，通過對推進(jìn)劑力學(xué)性能的調(diào)節(jié)，提高推進(jìn)劑的韌性，力學(xué)性能優(yōu)良的推進(jìn)劑可以有效吸收機(jī)械能，降低機(jī)械刺激對推進(jìn)劑的影響，有利于推進(jìn)劑通過聚能射流沖擊試驗(yàn)。另外，推進(jìn)劑燃速越大，聚能射流試驗(yàn)的響應(yīng)程度越劇烈，低易損性越低。

徐丹丹[33]和雷安華[34]總結(jié)了國外報(bào)道中提高推進(jìn)劑低易損性的方法。

1）提高固體推進(jìn)劑的力學(xué)性能，也就是韌性。最可行的方法是提高固體推進(jìn)劑低溫下的延伸性能，可以減少固體推進(jìn)劑的損傷，從而避免對流燃燒導(dǎo)致的DDT現(xiàn)象。

2）調(diào)控固體推進(jìn)劑的粘合劑與氧化劑、金屬燃燒劑之間的配比，從而實(shí)現(xiàn)能量在組分間的均衡分配，避免局部能量過高導(dǎo)致的熱點(diǎn)形成現(xiàn)象。

3）開發(fā)高密度新型氧化劑、添加劑，在保證推進(jìn)劑能量性能不降低的前提下，降低固體填充物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和體積分?jǐn)?shù)，從而提高固體推進(jìn)劑的力學(xué)性能。

4）將硝胺進(jìn)行精細(xì)化研磨，調(diào)控氧化劑和金屬燃燒劑的粒徑分布，從而改善粘合劑/顆粒潤濕效果和顆粒/顆粒粘結(jié)強(qiáng)度。

5）選擇使用低感度的固體組分，可以開發(fā)新型鈍感固體組分，也可以對已使用的固體組分進(jìn)行鈍感改性和重新組配。具體的方法包括，使用鈍感氧化劑取代硝胺或者AP，使用鈍感的彈道改性劑等。

6）研究可熄火的固體推進(jìn)劑配方，這種推進(jìn)劑在大氣壓下熄火或者只能悶燃，從而降低固體推進(jìn)劑的低易損響應(yīng)程度。

4 建議及展望

除了以上總結(jié)的幾種提高推進(jìn)劑低易損性的方法外，文中也提出了幾種其他方法，為該領(lǐng)域的研究者們提供幫助。推進(jìn)劑在機(jī)械刺激下的響應(yīng)機(jī)理包括兩個(gè)反應(yīng)階段，那么要提高推進(jìn)劑的低易損性也應(yīng)該從這兩個(gè)方面入手：一方面是抑制熱點(diǎn)的形成；另一方面是阻止燃燒傳播過程中的DDT過程。從抑制熱點(diǎn)方面來看，可以嘗試的思路有以下幾條。

1）提高推進(jìn)劑的熱傳導(dǎo)性能。熱爆炸產(chǎn)生的原因是內(nèi)部產(chǎn)熱大于向周圍散熱，如果要提高推進(jìn)劑的散熱來避免熱爆炸，那么就要提高它的熱傳導(dǎo)性能。另外，摩擦形成熱點(diǎn)機(jī)理也指出，固體顆粒的熱傳導(dǎo)性能良好，那么熱量就難以累積而導(dǎo)致熱點(diǎn)形成。

2）減少固體顆粒的晶體缺陷。因?yàn)榫ЯＶ械牧鸭y和位錯(cuò)等晶體缺陷都會加速熱點(diǎn)的形成，生產(chǎn)中應(yīng)該使用晶體品質(zhì)更高，晶體缺陷更少的顆粒材料，或者對已經(jīng)使用的顆粒材料進(jìn)行后處理，盡量減少其晶體缺陷。

3）改善固體推進(jìn)劑制備工藝條件。因?yàn)橥七M(jìn)劑中存在的孔隙和氣泡都會加速熱點(diǎn)的形成，因此在推進(jìn)劑的制備過程中，應(yīng)該盡量減少孔隙和氣泡的形成，不斷改善制備工藝條件。

從阻止DDT的角度來看，提高低易損性的方法包括以下幾個(gè)。

1）降低燃燒過程中的壓強(qiáng)。因?yàn)閴簭?qiáng)的上升會導(dǎo)致DDT過程，而壓強(qiáng)與燃速互相影響，調(diào)控推進(jìn)劑燃速就能改變?nèi)紵龝r(shí)的壓強(qiáng)，而選擇合適的燃速調(diào)節(jié)劑就是一種有效的方法。

2）抑制沖擊波的傳播。爆轟的基本特征就是沖擊波穿過整個(gè)推進(jìn)劑的未反應(yīng)區(qū)域，那么抑制沖擊波就會阻止爆轟的發(fā)生。選擇力學(xué)性能更好的原材料，可以提高推進(jìn)劑對抗沖擊波的能力。

3）降低推進(jìn)劑貯存過程中的老化影響。老化會導(dǎo)致推進(jìn)劑燃燒性能和力學(xué)性能大幅下降以及內(nèi)部損傷，這些都會導(dǎo)致DDT現(xiàn)象。因此，需要選擇合適的防老劑來降低老化對低易損性的影響。

從總體上來看，推進(jìn)劑的基本性能（能量性能、燃燒性能、力學(xué)性能、工藝性能、安全性能、貯存性能）和低易損性之間是相互影響的，在提高其中一種或者幾種性能的同時(shí)，另外某種性能也可能會提升。因此，提升推進(jìn)劑的綜合性能指標(biāo)是提高其低易損性的有效途徑。

從部分決定整體的角度來看，推進(jìn)劑組分的物理化學(xué)性質(zhì)、組分配比、組分之間的界面狀態(tài)，是能夠決定推進(jìn)劑低易損性的三個(gè)因素。可以考慮從這三個(gè)方面去改善配方設(shè)計(jì)，從而提高推進(jìn)劑低易損性。

5 結(jié)語

我國低易損性試驗(yàn)和理論研究比國外起步晚，其中機(jī)械刺激作用下的子彈沖擊、破片沖擊、聚能射流沖擊試驗(yàn)及其相關(guān)研究更加滯后，相關(guān)工作亟需開展。借鑒國外的研究成果，結(jié)合相關(guān)的鈍感彈藥、鈍感武器等方面的研究方法，同時(shí)采用數(shù)值模擬計(jì)算等科學(xué)研究手段，對試驗(yàn)過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、反饋。

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Research Progresses of Experiment, Mechanism, and Formulas of Low Vulnerable Propellants under Mechanical Stimulations

LI Hai-tao1,2, WU Zhuo1,2, WANG Yue1,2, WANG Zheng1,2, LI Shang-wen1,2, HUANG Yin1,2, CHENG Hong-bo1,2, XU Shuang1,2, SONG Liu-fang1,2

(1. Hubei Institute of Aerospace Chemical Technology, Xiangyang 441003, China; 2. Key Laboratory of Aerospace Chemical Power Technology, Xiangyang 441003, China)

The theoretical and experimental researches of low vulnerable propellants in China are hysteretic compared with other countries, especially in the fields of bullet impact, fragment impact, and shaped charge jet impact, because they are limited by experimental conditions and assessment standard. To provide assistants for subsequent researches, progresses in three aspects were summarized in this review, including the experimental results of bullet impact, fragment impact, and shaped charge jet impact, the response mechanism of low vulnerable propellants suffering mechanical stimulations, and formulas researches of low vulnerable propellants. Some advices were provided finally to help the theoretic researches and industry productions in China.

low vulnerable propellant; mechanical stimulation; bullet impact, fragment impact; shaped charge jet impact; response mechanism

10.7643/ issn.1672-9242.2019.09.010

V211

A

1672-9242(2019)09-0057-06

2019-02-06；

2019-03-29

李海濤（1988—），男，湖北黃岡人，博士，工程師，主要研究方向?yàn)楣腆w推進(jìn)劑。