[发明专利]嵌金属丝自由装填药柱的制备方法

说明书

本发明提供了一种嵌金属丝自由装填药柱的制备方法，主要步骤为：S1、对金属丝进行表面处理，去除表层的杂质及氧化膜，然后在金属丝外增加套管进行防护；S2、将金属丝一端连接配重，另一端贯穿待装填药柱的壳体工装，配重位于金属丝的底部，安装时先将绝热包覆套置于工装内，然后将连接配重的金属丝一端与工装下部固定，再取出金属丝外的套管，最后将金属丝另一端与工装上部进行固定；S3、在壳体工装上安装沸腾圈，并在真空环境下进行推进剂的浇注，再进行硫化，最后脱模整形得到嵌金属丝自由装填药柱。采用此法制备的自由装填药柱，药柱端面锥窝易成型，成型精度高，药柱质量可靠，有效保证了嵌金属丝发动机工作的稳定性。

技术领域

本发明属于复合固体推进剂技术领域，具体为一种嵌金属丝自由装填药柱的制备方法。

背景技术

随着反弹道导弹和防空导弹的迅速发展，迫切需要提高推进剂的燃速，以便在更短的时间内完成拦截或打击任务，提高导弹武器的性能。在推进剂药柱中嵌入金属丝，利用金属丝导热性好的特点，可大幅度提高燃速，从而提高推进剂的推力。同时还可以嵌入不同种类、不同直径的金属丝，以实现不同的增速比，满足发动机不同推力的要求。

自由装填药柱是固体火箭发动机的一种装药形式，工作时以端面进行燃烧，具有肉厚长、装填系数高、低温环境适应性好等特点。但由于其燃面较小，迫切需要大幅提高推进剂的燃速，才能实现发动机大推力的要求。提高固体推进剂燃速的方法有很多种，主要包括添加燃烧催化剂法、采用纳米微粉或超细固体粒子法、添加快燃物等。

目前，应用最为成熟和广泛是在推进剂中加入液体二茂铁类燃速催化剂，但二茂铁类燃速催化剂存在易迁移和挥发的问题，更大的风险是二茂铁类的加入会使推进剂机械感度显著升高，增加了推进剂在制药、脱模、运输过程中的安全风险。

嵌金属丝药柱在推进剂燃烧时，通过金属丝沿轴向传热，实现药柱综合燃速成倍增长，金属丝的种类、直径会显著影响嵌金属丝药柱的燃烧速度，金属丝的导热性越好，熔点越高，推进剂燃速越大，常见金属中，银丝增速效果最高，铜丝次之，可以通过金属丝的材料种类和直径与推进剂配方的搭配，实现不同燃速增速倍数，满足固体火箭发动机的需要。

推进剂燃速随金属丝直径的不同而不同，发明人研究发现，金属丝布置过程中要保证金属丝直径的一致性，确保金属丝拉直又不过度拉伸变细，确保发动机的稳定性难度较大，金属丝一致性差时，推进剂燃速就会发生变化，会严重影响发动机工作的稳定性。

发明内容

本发明提供了一种嵌金属丝自由装填药柱的制备方法，它能够显著提高推进剂的燃速稳定性，制备过程稳定、可靠、安全。

本发明的技术方案是，一种嵌金属丝自由装填药柱的制备方法，包括以下步骤：

S1、对金属丝进行表面处理，去除表层的杂质及氧化膜，然后在金属丝外增加套管进行防护；

S2、将金属丝一端连接配重，另一端贯穿待装填药柱的壳体工装，配重位于金属丝的底部，安装时先将绝热包覆套置于工装内，然后将连接配重的金属丝一端与工装下部固定，再取出金属丝外的套管，最后将金属丝另一端与工装上部进行固定；

S3、在壳体工装上安装沸腾圈，并在真空环境下进行推进剂的浇注，再进行硫化，最后脱模整形得到嵌金属丝自由装填药柱。

进一步地，S1中金属丝为纯银丝、纯铜丝或锌铜合金丝。

进一步地，S1中表面处理时，蘸取乙醇或丙酮沿金属丝轴向擦拭。

进一步地，S2中配重为砝码，其重量根据金属丝发生1％～2％的延伸率所需的载荷值确定。

进一步地，所述绝热包覆套包括绝热套和衬层，绝热套采用以三元乙丙橡胶为基体的材料模压成型，然后将以丁羟胶为基体的衬层均匀涂刷在绝热套内表面，形成绝热包覆套。