[发明专利]一种碳氢富燃料推进剂

说明书

本发明公开了一种碳氢富燃料推进剂，包括如下质量配比的组分：碳氢燃料：25～45％；辅助金属燃料：2～15％；氧化剂：20～40％；粘合剂体系：20～30％；性能调节剂：1～5％。本发明通过在推进剂体系中采用新型高密度笼型碳氢燃料、产气量大的含能粘合剂体系、添加新型添加剂等技术途径，解决了现有碳氢富燃料推进剂因为碳氢燃料在一次燃烧过程中裂解吸热导致燃温降低，从而导致推进剂一次喷射效率和燃烧效率低的问题，在不影响推进剂综合性能的前提下降低了推进剂在氧化剂含量较低的情况下因碳氢燃料裂解导致的热量损失，改善了富燃料推进剂的综合性能。

技术领域

本发明涉及富燃料推进剂技术领域，具体涉及一种碳氢富燃料推进剂。

背景技术

固体火箭冲压发动机有机地结合了固体火箭发动机和吸气式发动机的优点。与固体火箭发动机相比，由于利用空气中的氧气作氧化剂，大幅度提高了推进剂的能量，比冲为固体火箭发动机的2～4倍；与吸气式发动机相比，由于采用内型面压缩进气原理，省略了旋转部件等复杂结构，发动机结构得到简化。因此，以固冲发动机为动力的导弹具有体积小、重量轻、射程远的特点，可以实现全程有动力飞行，增强导弹的突防能力和末段攻击能力。

固体火箭冲压发动机使用固体富燃料推进剂作为动力源，由于其氧化剂含量约为常规固体火箭推进剂的一半，富燃料推进剂又被称贫氧推进剂。富燃料推进剂中粘合剂和固体燃料含量较高，因此燃料性能是决定固体火箭冲压发动机潜在优异性能能否充分发挥的关键因素之一，含硼富燃料推进剂具有很高的热值，是固冲发动机的首选推进剂。但是，由于硼自身的某些特性，制约了其在某些特殊领域中的应用。

为弥补含硼富燃料推进剂在某些应用领域中的不足，拓展固冲发动机的应用范围，西方发达国家都在大力发展点火性能优良、燃烧效率高、燃温适中、成气量高、凝聚相少、燃气相对洁净且残渣少的固体碳氢富燃料推进剂。

然而，由于碳氢燃料的燃烧过程比较复杂，推进剂点火后,碳氢燃料首先裂解成小分子碳氢碎片并与氧化剂混合，部分小分子碳氢碎片燃烧放热，而富燃料推进剂氧化剂含量较低，无法支持所有碳氢燃料的燃烧,未燃烧的小分子碳氢碎片随来流空气进入补燃室形成富燃燃气并进行二次燃烧。碳氢燃料的裂解过程是吸热过程，裂解吸热直接导致一次燃温降低，加上氧含量较低，部分小分子碳氢碎片在未进入补燃室之前再次积聚成大分子，甚至结焦，从而导致推进剂一次喷射效率较低，能量释放不足，燃烧效率低。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种碳氢富燃料推进剂，通过在推进剂体系中采用新型高密度笼型碳氢燃料、产气量大的含能粘合剂体系、添加新型添加剂等技术途径，解决了碳氢富燃料推进剂因为碳氢燃料在一次燃烧过程中裂解吸热导致燃温降低，推进剂一次喷射效率和能量释放不足燃烧效率较低的问题。

本发明涉及如下技术方案：

一种碳氢富燃料推进剂，包括如下质量配比的组分：

碳氢燃料：25～45％；

辅助金属燃料：2～15％；

氧化剂：20～40％；

粘合剂体系：20～30％；

性能调节剂：1～5％。

进一步地，所述碳氢燃料包括五环[5.4.0.0^2,6.0^3,10.0^5,9]十一烷、甲基五环[5.4.0.0^2,6.0^3,10.0^5,9]十一烷、双五环[5.4.0.0^2,6.0^3,10.0^5,9]十一烷、双甲基五环[5.4.0.0^2,6.0^3,10.0^5,9]十一烷、金刚烷、金刚烷二聚体中的一种或几种，其粒径不大于200μm。