[发明专利]一种固液混合发动机燃料药柱与点火药一体制备工艺方法

说明书

本发明公开了一种固液混合发动机燃料药柱与点火药一体制备工艺方法；通过将挤压成型的双基推进剂套装在圆柱形模具或心形模具的芯模上；或将复合推进剂的薄片粘贴在圆柱形模具或心形模具的芯模上，贴合缝隙。将芯模套上橡胶垫圈后连接在套筒底座上，将制备好的燃料融化后浇注到模具凹槽中，液面低于芯模和模具套筒。对于需要凝固的药柱，将其放置常温下凝固一定的时间；对于需要固化的药柱，将其放置真空干燥箱中抽真空并在一定温度下固化一定的时间。当药柱凝固或固化后，去掉模具取出药柱，对药柱两端进行修剪得到所需药柱。当发动机点火时，药柱内孔的双基推进剂或复合推进剂燃烧使燃料燃烧，以保证发动机燃烧室的压强稳定。

技术领域

本发明属于固液混合发动机技术领域，具体地说，涉及一种固液混合发动机燃料药柱与点火药一体制备工艺方法，该方法既有利于燃料药柱的脱模，又有利于燃料药柱的可靠点火。

背景技术

火箭发动机是航天器和导弹的动力装置，随着航天技术的发展和进步，可靠性高、成本低廉、绿色环保成为火箭发动机发展的重要方向。固液混合发动机以固体燃料和液体氧化剂作为推进剂，潜在的应用主要包括：探空火箭、运载火箭助推器、太空飞船、亚轨道飞行器、靶机、姿轨控发动机等的动力装置。

火箭发动机是航天器和导弹的动力装置，随着航天技术的发展与进步，可靠性高、成本低廉、绿色环保成为其未来发展的重要方向。固液混合发动机以固体燃料和液体氧化剂作为推进剂，具有以下优点：1)氧化剂和燃料分别储存，因此发动机的储存和操作安全性皆较高；2)推进剂的氧化剂主要为液氧、过氧化氢，燃料主要为端羟基聚丁二烯、石蜡、聚乙烯等碳氢燃料，燃气无毒，满足绿色环保的要求；3)可通过调节氧化剂的流量实现低成本下发动机的推力调节及多次开关机。

不同于固体火箭发动机，固液火箭发动机燃料中不含或仅含少量的氧化剂，燃烧属于扩散燃烧，燃料的退移速率受表面热环境和自身热解特性的控制，并与氧化剂的流量、燃烧室压强、燃烧室结构的特征尺寸等因素有关。在燃料的热解过程中，一般是燃料先熔化形成液体层，当液体层达到热解温度后，燃料开始热解。混合发动机的燃料一般为内孔以便通入氧化剂，内孔燃料的制备要用到模具，由于燃料与模具贴合，因此要用到脱模剂，目前常用的脱模剂有凡士林、石蜡、脂肪酸等，这些脱模剂不容易燃烧；由于点火药在燃料的一端，而脱模剂不易燃烧，因此增大了燃料的点火延迟时间，不能使药柱全面均匀燃烧，不利于燃料的可靠燃烧。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，本发明提出一种固液混合发动机燃料药柱与点火药一体制备工艺方法；通过在混合发动机药柱的内孔粘贴一层双基推进剂或复合推进剂，当发动机点火时，药柱内孔的双基推进剂或复合推进剂燃烧使得燃料燃烧，以保证发动机燃烧室的压强稳定。

本发明固液混合发动机燃料药柱与点火药一体制备工艺方法，其特征在于包括以下步骤:

步骤1.组装模具；

(1)选用圆柱形模具，或心形模具；

(2)将挤压成形的圆管状双基推进剂，或复合推进剂薄片粘贴在圆柱形芯模上；

(3)将橡胶垫圈套装在芯模上有螺纹的一端，芯模与模具套筒内底座螺纹连接；

(4)在模具套筒内侧粘贴环氧树脂，环氧树脂厚度为3mm；

步骤2.燃料药柱与点火药一体制备；

(1)将配方为35～50％石蜡、0.8～2％高分子添加剂、32～43％CTPB、2.2～5％MAPO、0～30％纳米Al的燃料融化后倒入环形凹槽中，溶液液面低于芯模和模具外壳高度；

(2)放置真空干燥箱中，温度调节到70℃并将压强抽至-0.09MPa；

(3)固化7天后取出药柱；

(4)将药柱从模具中取出，去掉芯模对药柱两端进行修剪，得到所需药柱。