含电磁敏感铁丝推进剂的制备及其燃烧性能研究

杨猛; 张旭; 王明明; 王宏元; 张英佳; 段艳娟; 黄佐华; 汤成龙

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (6) : 42 -51.

杨猛, 张旭, 王明明, 王宏元, 张英佳, 段艳娟, 黄佐华, 汤成龙

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摘要

针对固体推进剂燃烧智能调控难及燃烧机制不明的问题，将铁丝嵌入丁羟体系制备电磁敏感推进剂，获得燃烧特性数据并揭示燃烧调控机制。首先，筛选出电磁激励下升温较快的铁丝作为电磁敏感材料，采用化学平衡计算程序对嵌入铁丝的推进剂能量进行模拟；然后，利用可视化燃烧实验平台和材料试验机，开展燃烧及力学性能实验；最后，结合电磁场模拟，阐释了电磁激励下嵌入铁丝推进剂的燃烧速度调控机制。实验结果表明：随着嵌入铁丝直径的增加，推进剂固相成分增加，理论比冲下降，密度增大且燃烧速度先增加后降低；嵌入0.4 mm直径铁丝推进剂的最大抗拉强度为0.714 MPa,在电磁激励下的燃烧速度为6.10 mm/s,较无电磁激励下相同推进剂的燃烧速度增加2.65倍，较未嵌入铁丝的推进剂增加5.26倍；含铁丝推进剂在电磁激励下受到高温燃气、铝/含铁氧化物燃烧放热及电磁场的共同作用，温度升高更快，未燃推进剂预热区温度更高，导致其燃烧速度增加更快。该研究可为电磁敏感推进剂设计及燃烧调控提供实验支撑和理论依据。