鉀鹽消焰劑對(duì)微煙推進(jìn)劑燃燒性能影響研究的進(jìn)展

陳 超，李海建，秦 釗，王長(zhǎng)健，許 毅，孫志華，儀建華，趙鳳起

(西安近代化學(xué)研究所燃燒與爆炸技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 西安 710065)

1 引言

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中噴管排出的燃燒產(chǎn)物氣體的主要成分為CO、HO、CO、H和N，CO和H氣體其量有時(shí)占燃?xì)饽柗謹(jǐn)?shù)值的一半以上，含有大量CO和H的燃?xì)馀c大氣中的氧混合后發(fā)生燃燒生成二氧化碳和水，并伴隨有大量的熱釋放，導(dǎo)致火焰溫度升高并產(chǎn)生明亮的可見光輻射、強(qiáng)烈的紅外及紫外光輻射，此現(xiàn)象稱為二次燃燒。二次燃燒現(xiàn)象會(huì)帶來(lái)很多危害：① 二次燃燒會(huì)導(dǎo)致發(fā)射平臺(tái)暴露，影響導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的生存能力；② 二次燃燒會(huì)使制導(dǎo)雷達(dá)波衰減；③ 二次燃燒會(huì)導(dǎo)致火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲增加；④ 二次燃燒產(chǎn)生強(qiáng)烈的火光，會(huì)使發(fā)射人員視盲。減少發(fā)動(dòng)機(jī)的羽流特征信號(hào)對(duì)導(dǎo)彈的隱身至關(guān)重要，減少羽流特征信號(hào)是研究低特征信號(hào)推進(jìn)劑的關(guān)鍵。低特征信號(hào)固體火箭推進(jìn)劑已經(jīng)開發(fā)并應(yīng)用了60多年。為了抑制固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的二次燃燒，降低羽流特征信號(hào)。主要有以下幾種技術(shù)途徑：

1) 適當(dāng)增加推進(jìn)劑的氧平衡，降低推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)物中還原性氣體CO，H的摩爾含量，但這會(huì)降低推進(jìn)劑的比沖；

2) 采用硝胺化合物作為含能添加劑，如RDX，HMX，CL-20等高含氮高能量密度化合物，減少了推進(jìn)劑燃燒產(chǎn)物中CO，H的含量從而抑制二次燃燒；

3) 加入適量的鉀鹽作為推進(jìn)劑二次燃燒的抑制劑，該方法已經(jīng)成功的用于多種推進(jìn)劑的二次燃燒抑制。

鉀鹽在固體推進(jìn)劑中對(duì)二次燃燒抑制作用的機(jī)理為：鉀鹽在推進(jìn)劑燃燒時(shí)生成的KOH抑制了燃?xì)庵蠧O，H與氧氣的燃燒過(guò)程。除了鉀鹽對(duì)二次燃燒的抑制外，鈉鹽和一些磷系化合物也被認(rèn)為具有抑制火焰?zhèn)鞑プ饔谩?bào)道有NaHCO與NHHPO對(duì)鋁粉塵爆炸及甲烷混合氣的火焰抑制作用與實(shí)驗(yàn)研究。除鹽類外一些鹵代物也具有火焰抑制的作用，CHFBr與CFBr對(duì)烴類火焰的抑制作用與機(jī)理被研究。但尚未有這些化合物在固體推進(jìn)劑的熱分解和燃燒中的火焰抑制與反應(yīng)機(jī)理的報(bào)道。本文以無(wú)機(jī)和有機(jī)鉀鹽作為消焰劑討論并總結(jié)了許多鉀鹽消焰劑對(duì)固體推進(jìn)劑熱分解動(dòng)力學(xué)、火焰結(jié)構(gòu)和溫度、燃燒速率、燃燒波結(jié)構(gòu)、熄火表面以及平臺(tái)燃燒的影響規(guī)律。這些鉀鹽包括無(wú)機(jī)鉀鹽KNO、KSO、KAlF、KA、LiF、有機(jī)鉀鹽KD、含能硝基配合物和含能亞硝酸復(fù)合鉀鹽KE。

2 無(wú)機(jī)鉀鹽消焰劑及其對(duì)固體推進(jìn)劑燃燒性能的影響

2.1 不含能無(wú)機(jī)酸鉀鹽消焰劑

Babushok等研究了含鉀化合物KHCO抑制二次燃燒的反應(yīng)機(jī)理，提出了含鉀化合物KHCO抑制的動(dòng)力學(xué)模型。研究發(fā)現(xiàn)大約0.1%體積分?jǐn)?shù)的KHCO將使化學(xué)計(jì)量比下的甲烷/空氣火焰燃燒速度降低至原來(lái)的一半，且存在火焰抑制飽和KHCO濃度。火焰平衡計(jì)算表明鉀鹽在燃燒時(shí)生成的KOH對(duì)氧化反應(yīng)過(guò)程中自由基的消耗，是抑制燃燒反應(yīng)進(jìn)行的關(guān)鍵。Zhang等在基于完全攪拌反應(yīng)器的模型(perfectly stirred reactor)中考慮了滅火的物理和化學(xué)機(jī)理。甲烷火焰中高濃度的K型氣態(tài)KOH氣體會(huì)強(qiáng)烈抑制火焰。

鉀鹽很早就應(yīng)用在固體推進(jìn)劑中抑制二次燃燒，降低固體推進(jìn)劑的特征信號(hào)。1975年，Mchale等探索并計(jì)算了幾種無(wú)機(jī)酸鉀化合物KSO、KHCO、KBF對(duì)二次燃燒的化學(xué)抑制機(jī)理。將每種鉀鹽作為一種成分添加到了推進(jìn)劑配方中(3%質(zhì)量)。與空白對(duì)照推進(jìn)劑一樣，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，測(cè)試排氣的化學(xué)組成并對(duì)羽焰紅外輻射量進(jìn)行了測(cè)量。發(fā)現(xiàn)KSO、KHCO具有二次燃燒抑制的作用。KBF不具有抑制二次燃燒的作用。測(cè)量排氣羽流的紅外輻射量，成為評(píng)估鉀鹽抑制劑有效性的方法之一。該研究也表明了含鉀物質(zhì)在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的KOH是抑制火焰的關(guān)鍵，是固體推進(jìn)劑采用鉀鹽抑制二次燃燒的基礎(chǔ)。

Yim等研究了硝酸酯聚醚(NEPE)粘合劑體系和硝胺氧化劑的最小煙霧推進(jìn)劑的二次燃燒和紅外輻射特性，選擇KSO作為適用于NEPE推進(jìn)劑的二次燃燒抑制劑，基本推進(jìn)劑配方由37.1%質(zhì)量的聚乙二醇(PEG)粘合劑，2.9%質(zhì)量的燃燒穩(wěn)定劑與燃速調(diào)節(jié)劑，59%質(zhì)量的硝胺氧化劑(34%RDX和25%的HMX)，1.0%質(zhì)量的不穩(wěn)定燃燒抑制劑ZrC組成。采用KSO作為二次燃燒抑制劑。進(jìn)行二次燃燒的火焰長(zhǎng)度測(cè)量和中程紅外強(qiáng)度，及裝有最小含量不同KSO煙霧推進(jìn)劑的標(biāo)準(zhǔn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的靜態(tài)點(diǎn)火測(cè)試實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明不含KSO的推進(jìn)劑的二次燃燒火焰長(zhǎng)度最長(zhǎng)，隨著KSO含量的增加，二次燃燒火焰長(zhǎng)度減小。含1.1%KSO的HMX/RDX推進(jìn)劑與不使用二次燃燒抑制劑的推進(jìn)劑相比，紅外輻射降低了約23%。在性能方面，KSO用作熱固性無(wú)鉛固體推進(jìn)劑的二次燃燒抑制劑時(shí)優(yōu)于空白推進(jìn)劑，但隨著KSO含量的增加，比推力降低，壓力指數(shù)逐漸升高，一次煙量增加。鄭偉等在研究消焰劑對(duì)改性雙基推進(jìn)劑羽流的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)在不同推力水平發(fā)動(dòng)機(jī)中，推進(jìn)劑配方中消焰劑的添加量存在最佳添加量，即能完全消除二次燃燒時(shí)的最小添加量，最佳添加量隨發(fā)動(dòng)機(jī)推力水平增大而增加。

西安近代化學(xué)研究所趙鳳起等，選擇含彈道改良劑的雙基推進(jìn)劑，采用低感的三羥甲基乙烷三硝酸酯(TMETN)取代敏感的硝化甘油，撞擊感度極低的三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)部分取代惰性的鄰苯二甲酸二乙酯，以傳統(tǒng)的無(wú)溶劑螺壓工藝制備推進(jìn)劑，研究了KNO對(duì)推進(jìn)劑燃燒性能的影響，及不同催化劑對(duì)二次燃燒及燃燒性能的影響。相關(guān)配方及性能參數(shù)如表1所示。研究結(jié)果表明KNO不影響平臺(tái)燃燒區(qū)范圍，但平臺(tái)燃燒區(qū)燃速降低，壓力指數(shù)變大。

表1 KNO3消焰劑對(duì)固體推進(jìn)劑燃燒性能的影響Table 1 Effect of KNO3 flame suppressant on combustion performance of solid propellant

趙鳳起等對(duì)含KNO的NC/TMETN基鈍感推進(jìn)劑火焰結(jié)構(gòu)及推進(jìn)劑熄火表面特征進(jìn)行了研究。添加KNO后仍然有類似平臺(tái)雙基推進(jìn)劑的火焰結(jié)構(gòu)，但隨著壓力的升高，催化效率降低，燃速降低。KNO熔融分解產(chǎn)生的氧化性氣體燒蝕炭層，導(dǎo)致活性組分Pb分布不均勻催化效應(yīng)降低。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)KNO的加入對(duì)TMETN初始分解峰的峰溫影響不大，對(duì)表觀分解熱影響較大。TMETN、KNO及催化劑相互作用使活性組分PbO的生成過(guò)程受阻。對(duì)活性Pb的影響是KNO導(dǎo)致推進(jìn)劑燃速降低，平臺(tái)壓力指數(shù)變大的原因。并分析計(jì)算了KNO消焰劑對(duì)具有不同固體填料，高能添加劑，氧系數(shù)，催化劑和鋁粉含量的改性雙基推進(jìn)劑羽流電子密度的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)隨著KNO含量的增加，羽流電子密度增大。

齊曉飛等用燃速測(cè)試、發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰測(cè)定和紅外熱像儀，研究了在硝胺改性雙基推進(jìn)劑配方中加入KSO對(duì)推進(jìn)劑燃燒性能的影響，發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰的影響(圖1)，并初步探討了其影響機(jī)理。硝胺改性雙基推進(jìn)劑:55% NC+NG，35% RDX，10%其他功能助劑組成，2% KSO的加入在15～17 MPa條件下略微降低了燃速，壓力指數(shù)從0.05增大至0.08。并進(jìn)一步研究了KSO對(duì)硝胺改性雙基推進(jìn)劑熱分解特性的影響。對(duì)消焰劑和推進(jìn)劑的DSC曲線及其熱分解特征量的分析表明KSO對(duì)推進(jìn)劑其他組分熱分解基本無(wú)影響，加入KSO均使推進(jìn)劑的表觀分解熱降低，分解峰溫變化不大，對(duì)推進(jìn)劑凝聚相熱分解過(guò)程中主要起熱“稀釋”和熱傳導(dǎo)的物理作用，吸收部分熱量升溫，但對(duì)推進(jìn)劑其他組分的熱分解基本沒(méi)有影響。

圖1 排氣羽焰的紅外熱圖像

KNO和KSO早期被用于推進(jìn)劑的消焰劑，具有不錯(cuò)的使用效果，但隨著武器裝備發(fā)展對(duì)推進(jìn)劑燃燒性能與制備工藝提出了更高的要求，KNO和KSO對(duì)推進(jìn)劑綜合燃燒性能的不利影響逐漸成為更大的問(wèn)題。持續(xù)的研究表明KNO和KSO的加入降低了平臺(tái)燃燒速率，增大了壓力指數(shù)，增大了羽流電子密度，使雷達(dá)制導(dǎo)信號(hào)衰減，對(duì)推進(jìn)劑燃燒催化劑的活性成分發(fā)揮作用有一定的負(fù)面影響。并且KNO和KSO均存在易溶于水的缺點(diǎn)，導(dǎo)致了在有水制備工藝中的組分流失，限制了其在推進(jìn)劑中使用。

2.2 含能無(wú)機(jī)酸鉀鹽消焰劑

齊曉飛等研究含能亞硝酸復(fù)合鉀鹽KE對(duì)硝胺改性雙基推進(jìn)劑燃燒性能的影響，發(fā)現(xiàn)加入2% KE對(duì)推進(jìn)劑燃速的影響比加入2% KSO更小。加入KE保證了推進(jìn)劑的壓力指數(shù)，使二次燃燒已基本消失，降低了推進(jìn)劑羽焰輻射溫度。對(duì)于KE和KSO的消焰機(jī)理，一般認(rèn)為在推進(jìn)劑的燃燒過(guò)程中，消焰劑分解生成的K自由基數(shù)量直接關(guān)系其消焰效果的優(yōu)劣。等質(zhì)量的KE和KSO，KE參與消焰反應(yīng)的K數(shù)量較多，“有效”K含量更高，是KE消焰效果強(qiáng)于KSO的原因。

KE在作為消焰劑時(shí)，對(duì)推進(jìn)劑能量與推進(jìn)劑比沖影響小。同時(shí)由于自身含能，可以在一定程度上對(duì)推進(jìn)劑其他組分熱分解有促進(jìn)作用，加快熱分解速率，在作為消焰劑時(shí)有更好的使用效果。KE的出現(xiàn)與使用在一定程度上消除了KNO和KSO在使用中出現(xiàn)的燃速降低，壓力指數(shù)升高以及影響推進(jìn)劑組分熱分解過(guò)程的不利影響，但KE仍然存在水穩(wěn)定性差的問(wèn)題。

2.3 含能硝基配合物鉀鹽

含能硝基配合物在很早之前就已經(jīng)開始研究，對(duì)Co，Rh，Ni和Cu的六硝基配合物進(jìn)行了晶體學(xué)研究?；衔颣[Co(NO)]，(NH)Na[Rh(NO)]，KPb[Cu(NO)]和KBa[Co(NO)]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)它們都是面心立方的，并且研究了他們的空間群結(jié)構(gòu)。但對(duì)含能硝基配合物的研究大多與其晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，其在固體推進(jìn)劑中應(yīng)用與研究較少。

李軍強(qiáng)研究了硝基配合物消焰劑KA對(duì)粒鑄硝胺改性雙基推進(jìn)劑燃燒性能和特征信號(hào)的影響。選用工藝成熟的粒鑄硝胺改性雙基推進(jìn)劑配方作為基礎(chǔ)配方，配方質(zhì)量組成：雙基粘合劑(NC+NG)(60%)，黑索今(30%)，燃燒催化劑(5%)，安定劑(3%)，彈道改良劑(2%)等。采用外加法加入到推進(jìn)劑配方中，進(jìn)行燃速測(cè)試、發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)和發(fā)動(dòng)機(jī)羽焰流場(chǎng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)添加KA會(huì)略微降低推進(jìn)劑的燃燒速率，但具有優(yōu)異的消焰性能，對(duì)粒鑄推進(jìn)劑羽流的紅外透過(guò)率、可見光透過(guò)率的影響均不大，激光透過(guò)率增加。

另有夏亮等研究了含能燃燒催化劑KPb[Cu(NO)]對(duì)RDX-CMDB推進(jìn)劑性能的影響。將KPb[Cu(NO)]作為含能燃燒催化劑代替鉛銅鹽，可降低推進(jìn)體系的壓力指數(shù)。KPb[Cu(NO)]低壓時(shí)主要催化了推進(jìn)劑固體組成成分的快速分解，但對(duì)氣體燃燒過(guò)程沒(méi)有催化效應(yīng)，隨著壓力的升高對(duì)氣體燃燒過(guò)程產(chǎn)生催化效應(yīng)。此外拍攝燃燒火焰照片，發(fā)現(xiàn)添加KPb[Cu(NO)]可以有效的減小燃燒時(shí)的火焰面積，從而達(dá)到抑制火焰的作用。

為改善固體推進(jìn)劑的燃燒性能，研究了多種含能硝基配合物。研究人員研究了KPb[Cu(NO)]，KPb[Co(NO)]及KPb[Ni(NO)]對(duì)HMX、NC、RDX、AP和CL-20的相容性與催化性能進(jìn)行了測(cè)試與分析。含能硝基配合物具有金屬協(xié)同催化效應(yīng)與消焰功能，在滿足固體推進(jìn)劑對(duì)高能、高燃速、低特征信號(hào)等方面具有很好的應(yīng)用潛力。目前對(duì)于含能硝基配合物的研究較多，但是缺乏其添加到固體推進(jìn)劑中的研究，其對(duì)固體推進(jìn)劑燃燒的綜合性能與制備工藝的影響還有待進(jìn)一步的研究與探索。

2.4 含氟鉀鹽消焰劑

趙鳳起等研究了鉀冰晶石KAlF對(duì)鈍感硝化棉基推進(jìn)劑的燃燒性能影響。含KAlF的鈍感推進(jìn)劑火焰結(jié)構(gòu)與雙基推進(jìn)劑的火焰結(jié)構(gòu)完全不同，完全不具備平臺(tái)雙基推進(jìn)劑燃燒火焰結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，導(dǎo)致推進(jìn)劑平臺(tái)效應(yīng)消失，羽流電子密度減小。這種消極的影響主要是由于KAlF同Φ-Pb的分解產(chǎn)物反應(yīng)生成了難分解的鉛氟化物，這不利于鉛鹽催化作用的發(fā)揮，使推進(jìn)劑平臺(tái)燃燒效應(yīng)消失。同時(shí)李軍強(qiáng)研究了消焰劑LiF對(duì)粒鑄硝胺改性雙基推進(jìn)劑燃燒性能和特征信號(hào)的影響。添加LiF會(huì)降低推進(jìn)劑的燃燒速率并增加壓力指數(shù)，破壞了基礎(chǔ)配方的平臺(tái)效應(yīng)。楊棟等研究發(fā)現(xiàn)包覆的方法對(duì)消除不利影響起到一定的效果，但會(huì)使推進(jìn)劑的燃速下降。由于含氟消焰劑在推進(jìn)劑中的分解會(huì)形成穩(wěn)定的化合物，破環(huán)推進(jìn)劑的平臺(tái)燃燒效應(yīng)，故而此類消焰劑在固體推進(jìn)劑中的幾乎不被使用。

3 有機(jī)鉀鹽消焰劑及其對(duì)固體推進(jìn)劑燃燒性能的影響

3.1 有機(jī)酸鉀鹽消焰劑

趙鳳起等研究了含有機(jī)酸鉀鹽消焰劑KD的鈍感硝化棉基推進(jìn)劑的燃燒性能。加入2% KD,使得推進(jìn)劑低壓下的燃速有所升高,平臺(tái)雙基推進(jìn)劑火焰結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)被保持，平臺(tái)區(qū)移向較低壓力，壓力指數(shù)減小，6～12 MPa的壓力指數(shù)為0.063，羽流電子密度降低。消焰劑KD對(duì)推進(jìn)劑的催化燃燒作用表現(xiàn)在2個(gè)方面：一是KD的有機(jī)部份使碳物質(zhì)的生成量增大，有利于提高推進(jìn)劑燃速，改變了推進(jìn)劑組分的分解歷程與火焰結(jié)構(gòu)；二是加劇了火焰區(qū)的反應(yīng)，使火焰亮度增大。但熄火表面特征研究和燃燒催化劑相互作用的實(shí)驗(yàn)研究表明KD的加入影響了己二酸銅的作用效果，導(dǎo)致A-Cu和炭黑的放熱過(guò)程變緩慢，略微削弱Pb和Cu的復(fù)合催化作用，這導(dǎo)致推進(jìn)劑的燃燒平臺(tái)向低壓移動(dòng)。

李軍強(qiáng)等研究了有機(jī)鉀鹽消焰劑(COHK和KD)對(duì)粒鑄硝胺改性雙基推進(jìn)劑燃燒性能和特征信號(hào)的影響。二者的加入不僅有效消除了二次燃燒，而且使推進(jìn)劑的激光透過(guò)率大幅度提高。其中KD的消焰效果更好，對(duì)推進(jìn)劑燃燒性能的影響也更小。KD使推進(jìn)劑低壓下的燃速有所升高，平臺(tái)區(qū)壓力指數(shù)減小，保留了雙基推進(jìn)劑火焰結(jié)構(gòu)，對(duì)燃燒催化劑的影響較小，降低了電子羽流密度，有效的消除了二次燃燒并增大了激光的透過(guò)率，且具有較好的水穩(wěn)定性，作為推進(jìn)劑消焰劑時(shí)具有優(yōu)異的性能。KD作為目前使用較廣泛的消焰劑，對(duì)推進(jìn)劑燃燒綜合性能影響小，并且優(yōu)異的水穩(wěn)定使其在推進(jìn)劑制備過(guò)程中具有更加優(yōu)異的工藝特性，制備過(guò)程中消焰劑損失更少，分散更均勻。

還有更多的有機(jī)酸鉀化合物需要更加深入的研究。如中北大學(xué)合成出新型物質(zhì)聚(N-丙烯?；?甘氨酸鉀)以及烷烴類型的有機(jī)酸鉀鹽，芳香族有機(jī)酸鉀鹽多元有機(jī)酸鉀鹽等在消焰降溫方面的作用被初步研究。在普通鉀鹽基礎(chǔ)上，一些熱性能更加優(yōu)異的含能有機(jī)鉀鹽被合成與研究。徐抗震小組合成并研究了一些高能鉀化合物2,3-二氫-4-硝基-3-(二硝基亞甲基)-1H-吡唑-5-胺鉀鹽[K(NNMPA)]，4-氨基-3、5-二硝基吡唑鉀鹽(ADNPK)和4,4-偶氮-1,2,4-三唑-5-酮鉀鹽[K(ZTO)·HO]，K(FOX-7)·HO，K[CH(NO)]的結(jié)構(gòu)、敏感性和熱行為。對(duì)AP熱分解具有良好的催化效果的2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(TANPyO)含能鉀鹽，1,1′-二氧化-5,5′-偶氮四唑二鉀鹽、二硝基乙腈鉀鹽等也被人們研究。然而尚未深入研究這些化合物在固體推進(jìn)劑中的消焰效果和和對(duì)固體推進(jìn)劑燃燒性能的影響。

3.2 MOFs材料作為消焰劑的潛在應(yīng)用

研究表明有機(jī)鉀鹽作為消焰劑對(duì)推進(jìn)劑比沖、燃速和平臺(tái)燃燒的影響較小，而目前對(duì)包含金屬離子的有機(jī)物探索較多是金屬有機(jī)骨架化合物Metal organic Framework (MOFs)。MOFs是一類新興的多孔材料，由含金屬的節(jié)點(diǎn)和有機(jī)連接基構(gòu)成。在熒光、傳感、分離、催化和氣體儲(chǔ)存等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。MOFs的中心金屬離子種類繁多，不同的金屬離子使其具有差異的特性與功能。MOFs的有機(jī)配體類型多官能團(tuán)種類多，在使用具有較高能量的多氮雜環(huán)化合物作為配體時(shí)，可實(shí)現(xiàn)MOFs的高能化。此外，通過(guò)調(diào)節(jié)配位方式、配體成分、晶體結(jié)構(gòu)和微觀孔道形貌等因素，可優(yōu)化MOFs的能量性能、熱行為、水穩(wěn)定性以及安全性能等指標(biāo)參數(shù)?；贛OFs的強(qiáng)大結(jié)構(gòu)特性，認(rèn)為MOFs在作為新型鉀鹽消焰劑方面具有重要的研究意義，在滿足消焰要求的同時(shí)，既可以保證推進(jìn)劑燃燒綜合性能又可以保證優(yōu)異的制備工藝特性。

4 結(jié)論

在未來(lái)的工作中，固體推進(jìn)劑中消焰劑應(yīng)用的研究重點(diǎn)應(yīng)考慮以下幾方面：

1) 首先探索新型鉀鹽，特別是水穩(wěn)定性好的有機(jī)或高能有機(jī)鉀鹽。目前，具有特殊晶體結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)骨架(MOFs)已廣泛用于燃燒催化領(lǐng)域，合成多功能性的高能MOFs，使其具有抑制二次燃燒、燃燒催化、抑制不穩(wěn)定燃燒的作用，滿足固體推進(jìn)劑對(duì)高能、高燃速、低特征信號(hào)等的要求；

2) 研究不同含能硝基配合物對(duì)固體推進(jìn)劑燃燒綜合性能的影響規(guī)律，對(duì)探索新型的含能催化消焰的添加劑具有重要意義；

3) 對(duì)消焰效果好但水穩(wěn)定性差的鉀鹽消焰劑，進(jìn)行復(fù)合或者包覆的工藝處理以克服鉀鹽消焰劑水穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，在提高推進(jìn)劑燃燒特性方面具有較好的發(fā)展空間。

4) 開發(fā)新方法測(cè)量和分析火箭發(fā)動(dòng)機(jī)羽流，進(jìn)一步了解羽流特性，以期望可以找到更多的抑制二次燃燒的方法。利用已有的研究手段確立一種全方面評(píng)價(jià)消焰劑對(duì)固體推進(jìn)劑綜合燃燒性能影響的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，形成一套消焰劑的評(píng)價(jià)體系并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)開發(fā)新型的鉀鹽消焰劑，尋找消焰劑作用機(jī)理的規(guī)律以及其在固體推進(jìn)劑中的使用具有重要的意義。