[发明专利]一种低温固体推进剂

说明书

本发明提供的是一种低温固体推进剂。包括燃料、氧化剂、粘合剂和功能助剂，所述的燃料为金属燃料镁粉和二氢化镁，所述氧化剂和粘合剂为水，各组分的质量比为金属镁粉：38％—46％、二氢化镁：11％—19％、水：40％—44％、功能助剂：2％。本发明使用二氢化镁作为燃料添加剂，增加了燃料的含氢量，同时降低了推进剂的火焰温度，提高了推进剂的比冲；本发明使用水作为氧化剂，同时又作为推进剂的粘合剂，水的熔点为0℃，当温度低于0℃时，推进剂药浆冷冻固化，制成低温固体推进剂，水与其它氧化剂相比，有效地提高了低温推进剂的冷冻使用温度，同时低温环境抑制了燃料与氧化剂的反应，提高了推进剂的使用寿命。

技术领域

本发明涉及的是一种固体推进剂，具体地说是一种低温固体推进剂。

背景技术

低温固体推进技术是一种新型的化学火箭推进技术，在低温固体推进技术中所应用的推进剂即为低温固体推进剂。传统固体推进剂能量水平已经达到平台阶段，高能固体推进剂NEPE的标准理论比冲达到2646m/s，仍远远低于液体推进剂，为了获取更高能量的固体推进剂，低温固体推进剂的概念被提出。

低温固体推进剂是一种低温下的绿色高能固体推进剂，其主要特征是推进剂的燃料和氧化剂中至少有一种在常温下呈现为气态或液态，在低温下冷冻成固体，进行制造、贮存和发射。其推进剂可以是均质的单组元推进剂，也可以是双组元推进剂。现已考虑的氧化剂有氧(O₂)、过氧化氢(H₂O₂)、水(H₂O)等；燃料有氢气(H₂)、甲烷(CH₄)、铝(Al)、镁(Mg)等。在这些组合中，金属与水作为原料，制成低温固体推进剂尤为受到重视，其原料来源简单廉价、冷冻温度高，同时金属的能量密度高，与水反应放出大量的热量和氢气，能有效的提高推进剂的比冲。低温固体推进剂融合了固体推进剂的简单性、可靠性和液体推进剂的高比冲性能，同时具有原料制作简单、环境危害小和成本低廉等优点，在空间推进、水下推进和快速制氢等领域有望得到广泛地应用，具有重要实用价值。但是已有的低温固体推进剂的燃烧效率、比冲等还有待提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种贮存使用温度、燃烧效率、比冲更高的低温固体推进剂。

本发明的目的是这样实现的：包括燃料、氧化剂、粘合剂和功能助剂，所述的燃料为金属燃料镁粉和二氢化镁，所述氧化剂和粘合剂为水，各组分的质量比为金属镁粉：38％—46％、二氢化镁：11％—19％、水：40％—44％、功能助剂：2％。

本发明还可以包括：

1、所述的金属镁粉为由超细镁粉和常规镁粉构成的复合镁粉，超细镁粉粒径为100nm—1μm，常规镁粉为粒径1μm-100μm。

2、超细镁粉占复合镁粉质量的60％。

3、所述的二氢化镁粒的径为1μm-100μm。

所述的功能助剂为安定剂、工艺助剂和助燃剂的组合物，安定剂为N-甲基-对硝基苯胺，含量为0.5％；工艺助剂为十二烷基磺酸钠，含量为1％；助燃剂为氧化铜，含量为0.5％。

本发明的低温固体推进剂的制备方法为：配方中的各组分按规定配比的和条件均匀混合，直到推进剂外观变成均匀的黏稠的糊状物质，将药浆真空装入到发动机装药燃烧室或模具内，放入冷藏室低温(-10℃)冷冻即可。

本发明的低温固体推进剂能够提高的低温推进剂的贮存使用温度、提高燃烧效率、提高工艺性能以及推进剂的比冲。

本发明的低温固体推进剂，具有如下优势：

(1)本发明采用了金属镁粉、二氢化镁和水得到了一种低温固体推进剂，所述原料资源丰富易得，且制作工艺简单，既节约了成本，又提高了制作过程中的安全性。