[发明专利]高能固体推进剂药柱产气产生孔洞或开裂时间预测方法

说明书

提供了一种高能固体推进剂药柱产气产生空洞或开裂时间的预测方法，步骤是：通过理论和试验结果建立高能固体推进剂产气开裂时间的预测模型，并将其中的一些参数量化至等比例缩小的小尺寸固体推进剂试样；然后通过测定小尺寸固体推进剂试样的尺寸、热失重、抗拉强度和产气开裂时间，以及高能固体推进剂药柱的尺寸，将参数代入产气开裂时间的预测模型，可预测高能固体推进剂常温贮存条件下产气开裂时间，保证药柱结构可靠性。本发明可实现非破坏性、定量评价大型发动机产气开裂时间，具有试验安全、操作简便、经济快捷的优点。

技术领域

本发明总体地涉及高能固体推进剂药柱技术领域，具体地涉及一种高能固体推进剂药柱产气产生孔洞或开裂时间预测方法。

背景技术

高能固体推进剂药柱是一种以混合硝酸酯增塑的聚醚为粘合剂，填充大量高能氧化剂HMX、AP和铝粉(Al)等的热固性交联推进剂，它集改性双基推进剂和复合固体推进剂的优点于一身，具有优异的能量性能和力学性能。由于含大量硝酸酯，贮存过程中可能发生药柱热化学分解或气化作用而造成气体累积，产生内部疏松、产生微裂纹和空穴，药柱最终发生结构破坏(裂纹、孔洞)，影响发动机结构完整性和燃烧稳定性，引发发动机点火失败甚至爆炸，严重威胁导弹使用安全性。因此，评价高能推进剂因热老化产生结构破坏是高能推进剂必不可少的一项内容。推进剂药柱特别是一些战略导弹用推进剂药柱体积较大，如果用实弹进行试验是不经济和不安全的，为了评估含硝酸酯的药柱通常贮存条件下是否发生内部开裂行为，建立含温度、尺寸效应的高能推进剂产气开裂模型，用较小尺寸推进剂试样模拟发动机药柱贮存过程中的开裂情况，从而预测大型高能固体推进剂药柱装药产气开裂时间，保障发动机结构完整性。

发明内容

本发明的目的是提供一种高能固体推进剂药柱因产气而产生孔洞或开裂时间预测方法，该方法建立了含温度、尺寸效应的产气开裂时间预测模型，通过此模型可以用较小尺寸推进剂试样的产气开裂试验替代实际药柱，从而预测大型发动机装药产气开裂时间。

本发明的技术思路：首先基于理论推导与实验结论，建立高能固体推进剂药柱产气产生孔洞或开裂时间的预测模型，并将其中的一些参数或变量用小尺寸推进剂试样替代，或建立高能固体推进剂药柱与等比例缩小的小尺寸推进剂试样在同一参数上的函数关系；然后采用小尺寸推进剂试样开展高温加速老化试验，测定推进剂热失重率、高温拉伸强度、开裂时间；测定推进剂常温热失重率、常温拉伸强度等参数。将所得参数代入模型，可以预测大型发动机药柱常温贮存条件下因产气而发生开裂的时间。

本发明的技术方案是，一种高能固体推进剂药柱产气产生孔洞或开裂时间预测方法，所述方法基于抗拉强度、失重率、药柱尺寸、时间、温度T的高能固体推进剂药柱产气产生孔洞或开裂时间的预测模型，所述预测模型用下式(1)表示：

其中：