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王泽山, 何金选, 等.含能化合物在固体推进剂中的应用与发展[J].固体火箭技术,2025,48(01):1-8.
WANG Zeshan, HE Jinxuan, et al. Application and development of energetic compounds in solid propellants [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2025, 48(01): 1-8.
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从提升固体推进剂能量的技术途径出发,通过提高燃烧反应放热量、热能转化效率、固含量与燃烧效率等方面,分析了固体推进剂对含能氧化剂、含能黏合剂、金属燃料和含能增塑剂的结构性能需求。与炸药需求不同,固体推进剂含能组分的发展策略更注重化合物的有效氧含量、氢元素含量、质量生成焓等性能。贯通适用于固体推进剂的含能化合物的高通量设计、合成与应用评价研发流程,挖掘并突破CHNO类含能化合物的潜力与分子体系的局限性,加速新型含能化合物的研发效率是固体推进剂含能化合物的发展方向。
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王显锋,许元刚,陆 明.固体推进剂用含能氧化剂的研究进展[J].固体火箭技术,2025,48(01):9-26.
WANG Xianfeng, XU Yuangang, LU Ming. Research progress on energetic oxidizers in solid propellants [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2025, 48(01): 9-26.
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固体推进剂用含能氧化剂研究主要集中在提高固体推进剂的能量和稳定性,以及开发新型含能氧化剂等方面。为了进一步促进固体推进剂用含能氧化剂的发展,系统综述了不同类型含能氧化剂的研究进展,介绍了各种含能氧化剂相应的物化参数、优缺点及改性研究,重点关注高能量密度氧化剂的最新进展。改善离子型含能氧化剂的配方稳定性、实现共价型含能氧化剂高能与稳定共存仍是一项艰巨的挑战,高能量、高稳定性、多功能性含能氧化剂是未来重要发展方向。研究与各种氧化剂相适配的推进剂配方,对综合性能优异的氧化剂进行路线优化和应用方面的探索,以及通过对构效关系的研究与总结以设计出更多新型含能氧化剂是未来研究的重点。
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敖 文,文 瞻,岳松辰,等.固体火箭发动机燃烧主动调控技术研究进展[J].固体火箭技术,2025,48(01):27-41.
AO Wen, WEN Zhan, YUE Songchen, et al. Active control technology of solid rocket motor combustion[J].Journal of Solid Rocket Technology, 2025, 48(01): 27-41.
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利用外加能量场的燃烧主动调控技术为固体火箭发动机能量管理开辟了新思路,但外场对推进剂燃烧的复杂作用机理不明,导致燃烧性能调节效率低,限制了主动调控技术的工程应用。综述了电场调控、超声波调控和磁场调控等新的燃烧主动调控技术及其调控机理,提出了外场对推进剂燃烧过程多相耦合效应的控制机理等关键科学问题。未来研究重点包括:首先,采用单颗粒激光点火技术和分子动力学模拟,探明外场中高温铝颗粒的燃烧过程; 其次,基于超细热电偶测温技术和电场-多火焰燃烧数值模拟,揭示外场对推进剂多火焰结构的作用机制; 再次,利用高压燃烧实验和凝相燃烧产物评估技术,获得高温高压条件下推进剂在外场中的能量可控释放规律; 最后,通过气固耦合关系的构建,提出外场耦合推进剂多相燃烧模型,指导推进剂燃烧性能高效调节。研究结果为固体发动机能量管理技术的应用研究提供新思想、新理论和新方法,有望为固体火箭发动机创新发展提供坚实技术储备。
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罗运军,安梦婧.含能热塑性弹性体推进剂研究进展[J].固体火箭技术,2024,47(02):143-154.
LUO Yunjun, AN Mengjing. Research progress of energetic thermoplastic elastomer propellants [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2024, 47(02): 143-154.
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含能热塑性弹性体推进剂具有高能量、力学性能优异、可循环利用、可回收等优点,近年来成为固体推进剂发展的重要方向。总结了常见的含能热塑性弹性体的综合性能; 论述了含能热塑性弹性体推进剂在高能、高燃速、钝感、低特征信号和富燃料推进剂等领域的研究进展; 介绍了压延成型、模压成型、螺压成型和熔铸成型四种含能热塑性弹性体推进剂的制备工艺; 综述了含能热塑性弹性体推进剂的重复加工性能和回收利用工艺; 指出了目前该类推进剂存在的问题和不足,并对其未来发展方向进行了展望。
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杨玉新,任全彬,段艳娟,等.美俄核热推进技术发展现状与启示[J].固体火箭技术,2023,46(03):399-409.
YANG Yuxin, REN Quanbin, DUAN Yanjuan, et al. Development status and prospect of nuclear thermal propulsion technology in US and Russia [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2023, 46(03): 399-409.
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核热推进系统具有推力大、比冲高、能量转换效率高、长时间工作、推力可调、多次启动等优点,近年来再一次成为国际研究的热点。全文全面介绍了核热推进系统的类型与工作原理,总结了美、俄两国核热推进技术的发展现状及典型反应堆与燃料元件的设计方案和性能特点,梳理了存在的主要关键技术问题,并结合我国实际提出了发展建议。
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李军伟,王茹瑶,陈国锋,等.固体火箭发动机声燃烧不稳定抑制方法综述[J].固体火箭技术,2023,46(01):3-15.
LI Junwei, WANG Ruyao, CHEN Guofeng, et al. Review on suppression methods for acoustic combustion instability of solid rocket motors [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2023, 46(01): 3-15.
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燃烧不稳定长期困扰着固体火箭发动机的研发进程。针对固体火箭发动机出现的声燃烧不稳定问题,从增大声能损失、减小声能增益以及改变发动机声腔模态的固有频率三个角度出发,阐述了燃烧不稳定抑制方法的基本原理; 同时,从工程应用角度将抑制方法分为调整固体推进剂配方、改变发动机结构以及装配抑制机械装置三类,详细介绍并总结了燃烧不稳定抑制方法及国内外相关的工程应用实例,并分析了复杂飞行状态下固体发动机燃烧稳定性的影响因素。通过分析相关案例,有助于针对不同类型的压力振荡设计有效的抑制手段,从而为研究人员提供相关设计依据与参考。
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郝雪帆,曹涛锋,张虎.固体火箭发动机内部热环境测量技术现状[J].固体火箭技术,2023,46(02):313-327.
HAO Xuefan, CAO Taofeng, ZHANG Hu. Review of experimental measurement for internal thermal environment of solid rocket motor [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2023, 46(02): 313-327.
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热防护系统的设计水平对固体火箭发动机的性能有着重要影响,准确获得发动机内部热环境参数是对其热防护系统进行精细化设计的前提。为全面了解国内外固体火箭发动机内部热环境实验测量现状及相关测量技术,从固体火箭发动机内壁面温度、总热流和辐射热流测量三个方面对国内外相关研究进行了调研,总结了各类测量方法的原理、特点及应用现状,并对这些方法用于固体火箭发动机内部热环境测量进行了评述和展望。该文可为开展固体发动机热环境原位动态测试提供方案选型依据,进而支撑热防护系统的精细化设计和内部热环境精细仿真预示方法的发展。
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邓海亮,万梓涵,任可聪,等.纳米碳/铝复合材料的制备、界面改性与增强机制研究进展[J].固体火箭技术,2023,46(02):231-252.
DENG Hailiang, WAN Zihan, REN Kecong, et al. Reviews on fabrication, interface modification and reinforcing mechanism of nanocarbon/aluminum composites [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2023, 46(02): 231-252.
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以石墨烯和碳纳米管为代表的纳米碳是发展结构功能一体化铝基复合材料的理想增强材料,但纳米碳分散难、与铝润湿差及不良的界面结合等限制了增强效果。针对此问题,介绍了纳米碳/铝复合材料熔融铸造和粉末冶金制备方法的改进及新发展的制备技术,从表面化学改性、涂层及纳米粒子修饰方面总结了纳米碳表面处理与增强铝基复合材料的研究现状。基于纳米碳/铝的界面结合机制,综述了表面改性前后反应和扩散型界面的形成过程及它们与机械锚结型界面对载荷传递的影响、改善途径; 分析了纳米碳/铝复合材料研究中涉及的主要增强机制、影响因素和增强效果,并展望了提升该复合材料结构与功能性能的研究重点。
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王道林,钱勖,孙晓飞,等.复合固体推进剂力学性能调控方法研究进展[J].固体火箭技术,2022,45(05):729-740.
WANG Daolin, QIAN Xu, SUN Xiaofei, et al. Research progress on regulation method in mechanical properties of composite solid propellant [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2022, 45(05): 729-740.
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复合固体推进剂是运载火箭和导弹动力源的重要组成部分,在贮存、使用过程中,将受到一系列载荷和热应力的冲击,对复合固体推进剂的力学性能有较高要求。根据复合固体推进剂组分和结构特点,从粘合剂体系网络结构、固体填料和固体填料与粘合剂基体界面性质三方面综述了近年来复合固体推进剂力学性能调控方法的研究进展,介绍了粘合剂预聚物相对分子质量和官能度分布、固化参数、增塑比、扩链剂含量、固体填料含量、粒度和形貌等设计参数对复合固体推进剂力学性能的影响,以及不同类型键合剂对粘合剂-基体界面结构的应用范围和作用机理。指出了未来改善复合固体推进剂力学性能的一些技术途径,相关原材料合成和修饰技术的发展是实现复合固体推进剂力学性能大幅度突破的基础。
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何景轩,任全彬,等.固体动力设计中的几个主要关键基础问题[J].固体火箭技术,2022,45(02):181-188.
HE Jingxuan,REN Quanbin, et al. Some fundamental problems on design of solid propulsion systems [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2022, 45(02): 181-188.
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针对固体动力性能不断提升和技术发展需求,对制约固体动力设计水平提升中所面临的主要关键基础问题进行了系统梳理。通过对固体发动机的复合材料壳体、燃烧室药柱、推力矢量喷管以及固体超燃冲压发动机技术特点的分析,提出对复合材料壳体结构强度与失效判据问题、燃烧室药柱燃烧机理与团聚机理问题、固体发动机非线性不稳定燃烧的触发和演化机理问题、燃烧室药柱及其界面损伤演化机制与失效判据问题、推力矢量喷管热结构烧蚀机理与能量转换机制问题、固体超燃冲压发动机设计中掺混燃烧机理与模态转换机制以及热防护材料的协同烧蚀机理问题等需重点关注,并指出这些关键基础问题有待于进行更深入研究的方向。
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郭宇,申志彬,孙翔宇,等.固体火箭发动机故障诊断技术现状及发展思考[J].固体火箭技术,2022,45(01):4-12.
GUO Yu, SHEN Zhibin, SUN Xiangyu, et al. Progress and development considerations on fault diagnosis techniques for solid rocket motor [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2022, 45(01): 4-12.
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固体火箭发动机的健康状态是导弹武器或运载系统任务成败的重要因素,故障诊断技术可提前预判发动机健康状态,预估其贮存寿命。根据发动机状态参数获取和故障诊断决策方式的不同,故障诊断技术可分为基于知识、基于机理模型和基于数据驱动三类。简述了基于检测技术和专家判断,即基于知识的发动机故障诊断技术现状; 阐述了基于机理模型的发动机典型结构(推进剂药柱、复合材料壳体及其界面)健康监测技术现状,介绍了基于数据驱动和在线监测的发动机故障诊断技术现状; 在评述当前发动机故障诊断技术特点的基础上,指出基于机理模型、基于数据驱动及其混合的故障诊断技术将是未来重要的发展趋势; 最后展望了并重发展的贮存状态监检测技术和工作过程监检测技术,以及多种诊断方法优势互补的混合诊断技术、发动机健康状态自监测等重点技术发展方向。
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张伦,徐雨,张爱民,等.石墨烯在空天推进和动力领域的应用[J].固体火箭技术,2022,45(01):50-60.
ZHANG Lun, XU Yu, ZHANG Aimin, et al. Applications of graphene in areospace propulsion and power [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2022, 45(01): 50-60.
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石墨烯是一种二维(2D)纳米材料,具有蜂巢晶格的sp2杂化碳原子的原子薄层,强度高,导电率高。石墨烯的热传输也是一个非常活跃的研究领域,特别是在热管理应用方面。石墨烯基纳米材料的发展得益于其显著的热、机械、光学和电化学等特性。文章重点讨论了石墨烯在航空航天技术中的热门应用方向和广阔前景。
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邓卫斌,李铁虎,李昊,等.石墨烯/陶瓷复合材料的研究进展[J].固体火箭技术,2022,45(01):13-25.
DENG Weibin, LI Tiehu, LI Hao, et al. Research progress of graphene/ceramic composites [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2022, 45(01): 13-25.
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在陶瓷中引入第二相材料是改善陶瓷材料结构和性能的有效途径。纤维、晶须、颗粒等用于改善陶瓷,但难以满足陶瓷材料的应用要求。石墨烯具有大的比表面积和优异的机械、导电、导热等性能,是制备性能优异的陶瓷复合材料的理想填料。系统总结了石墨烯/陶瓷复合材料的研究成果,综述了石墨烯/陶瓷复合粉体的制备方法、成型工艺和致密烧结工艺技术,评价了制备方法对石墨烯和复合材料的影响。总结了石墨烯/陶瓷复合材料的机械、导热、导电和摩擦磨损性能,并揭示了复合材料性能改善的机理。最后,指出了石墨烯/陶瓷复合材料面临的挑战和发展方向。
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王函,孙新阳,张建岗,等.石墨烯/碳纤维混杂复合材料的结构功能一体化研究进展[J].固体火箭技术,2021,44(06):737-746.
WANG Han, SUN Xinyang, ZHANG Jiangang, et al. Research progress on the structure-function integration of graphene/carbon fiber hybrid composites [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2021, 44(06): 737-746.
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航空航天领域对碳纤维增强树脂基复合材料的性能不断提出更高要求,结构功能一体化已成为现代先进复合材料的必然发展趋势。石墨烯因其卓越的物理性能为构建新型结构功能一体化复合材料提供了新的设计思路。文章主要介绍了石墨烯在碳纤维增强树脂基复合材料结构功能一体化技术方面的研究进展,侧重阐述了石墨烯/碳纤维混杂复合材料在导热、电磁屏蔽以及雷电防护等方面的代表性研究成果,并探讨了该领域目前存在的主要问题及未来发展趋势。
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严钰轩,李瑞珍,王富强.改性碳/酚醛防隔热材料研究进展[J].固体火箭技术,2022,45(04):614-622.
YAN Yuxuan, LI Ruizhen, WANG Fuqiang. Research progress of modified carbon/phenolic thermal protection and insulation composites [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2022, 45(04): 614-622.
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碳/酚醛(C/Ph)复合材料因低成本、制备周期短的优点成为航空航天领域应用最广泛的材料之一,对其进行基体改性是提高材料性能的一种有效途径。文章介绍了改性C/Ph防隔热材料的研究现状,主要包括陶瓷颗粒、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯、无机元素硼、钼等化学改性的方法以及结构上的改性,如酚醛气凝胶和中低密度碳/酚醛材料等,对比分析了改性对C/Ph复合材料的烧蚀性能、隔热性能及力学性能的影响,探讨了改性C/Ph复合材料烧蚀过程中的机理,梳理了C/Ph复合材料基体改性研究中存在的问题,并提出后续发展建议:深入改性烧蚀机理研究,使材料抗烧蚀性向可调控、精细化、体系化方向发展; 解决烧蚀率不易控制的问题; 优化抗烧蚀组元设计,提高材料的综合性能。
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王北平,韩冬,李俊峰,等.航天产品旋压智能制造技术发展设想[J].固体火箭技术,2021,44(05):571-572.
WANG Beiping, HAN Dong, LI Junfeng, et al. Development of intelligent spinning technology for aerospace products [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2021, 44(05): 571-572.
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基于加工精度高、制品性能优良的特点,旋压技术被广泛用于固体火箭发动机金属壳体制造领域。通过分析旋压技术的复杂性及其“经验型”旋压工艺特点,指出了我国的旋压技术现状与固体火箭发动机高精度、高可靠、高效率生产需求之间的差距。针对我国航天装备发展需求,提出了航天产品旋压智能制造技术发展设想,为航天领域的旋压技术发展和研究提供参考。
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叶定友,薛朋飞,闫大庆.固体火箭推进技术发展的几点思考[J].固体火箭技术,2021,44(04):427-430.
YE Dingyou, XUE Pengfei, YAN Daqing. Considerations on development of solid rocket propulsion technology [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2021, 44(04): 427-430.
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固体火箭发动机具有结构简单、可靠性高、便于机动部署和快速响应等优点,是战略/战术导弹武器的主要动力装置和航天运载火箭系统的重要动力源。介绍了世界各国现役典型固体火箭发动机及其采用的先进技术,分析了西方航天强国与我国的固体火箭推进技术发展水平与差距。针对我国航天发展及国防装备需求,提出了固体火箭推进技术如何发展、研发工作如何开展若干问题的几点思考,为我国固体火箭推进技术研究提供参考。
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聂鑫垚,孔军利,陶俊,等.固体推进剂推进及毁伤技术研究进展[J].固体火箭技术,2022,45(02):244-254.
NIE Xinyao, KONG Junli, TAO Jun, et al. Progress on the propulsion and explosion technologies of solid propellants [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2022, 45(02): 244-254.
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固体推进剂推进与毁伤一体化技术,可以在战略战术临时更改而导致推进剂未燃尽的情况下,通过起爆固体火箭发动机内的余药,达到提高导弹毁伤效果的目标,具有拓展导弹的战略用途、充分发挥导弹性能和高效利用高附加值资源的意义。目前,受国外的技术封锁,固体推进剂推进与毁伤一体化技术尚有关键技术亟待突破。首先,基于固体推进剂点火后的反应增长过程,提出了固体推进剂在燃烧时可控向爆轰状态转换是实现推进与毁伤一体化技术的关键,其中燃烧转爆轰机理和燃烧性能控制是重要支撑技术。然后,进一步阐述了能量性能控制对固体推进剂推进及毁伤性能的重要作用。最后,提出了采用可控起爆或发动机-战斗部一体化实现固体推进剂推进与毁伤一体化的设想。未来应加强复合含能材料燃烧与爆轰可控转换机理、可控起爆原理及控制方法、发动机-战斗部结构及装药一体化等的研究,以支撑固体推进剂推进与毁伤一体化技术的发展。
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霍东兴,张强,等.粉末发动机技术研究现状及展望[J].固体火箭技术,2021,44(02):166-178.
HUO Dongxing, ZHANG Qiang, et al. Research progresses and prospect of powdered fuel engine technology [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2021, 44(02): 166-178.
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对目前在研究的Al/AP、金属粉末/空气、金属粉末/CO2、金属粉末/H2O等推进剂体系的多种粉末发动机发展现状进行了综述,表明粉末发动机可分为粉末火箭发动机、粉末冲压发动机、粉末爆震发动机三大类,不同推进剂体系的粉末发动机应用方向差异较大:Al/AP推进剂火箭发动机是最典型的粉末发动机,应用领域和常规火箭发动机的相同,其技术成熟度相对较高; 金属粉末/空气冲压发动机主要用于超音速导弹或高超音速导弹推进领域; 金属粉末/CO2推进剂体系主要应用于火星开发; 金属粉末/H2O推进剂体系可用于水下推进、空间推进、金属制氢等领域,应用前景广阔,是目前的研究热点。各种粉末发动机都涉及三项关键技术,即粉末推进剂配方技术、粉末推进剂输送及流量调节技术、粉末燃料燃烧组织技术,文中提出了这些技术的基本要求,同时认为粉末推进剂输送及流量调节技术是粉末发动机的技术瓶颈。
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陈茂林,刘旭辉,周浩浩,等.适用于微纳卫星的微型电推进技术研究进展[J].固体火箭技术,2021,44(02):188-206.
CHEN Maolin, LIU Xuhui, ZHOU Haohao, et al. Research and development of micro electric propulsion technology for micro/nano satellites [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2021, 44(02): 188-206.
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微型电推进技术具备体积小、质量轻、功耗低、比冲高等特点,是微纳卫星最合适的动力技术。结合微纳卫星对微型电推进系统的技术需求,综述了微型离子推力器、低功率霍尔推力器、场致发射电推力器、离子液体电喷雾推力器、真空电弧推力器、脉冲等离子体推力器等六种典型微型电推力器的工作机理、性能参数范围及研究和应用现状,分析了气体工质电离、液体工质电喷雾、固体工质烧蚀等三种电离机制的微型电推力器的技术特点。结果表明:气体电离模式技术较成熟、寿命长,缺点是系统相对复杂、低功率工作时效率大幅下降,故建议应用于微卫星动力系统; 液体电喷雾模式结构简单,效率高,微纳卫星均可应用,但性能一致性和长寿命工作特性需要进一步考核验证; 固体烧蚀模式结构最简单,微纳卫星均可应用,缺点是效率低。研究结果可为微纳卫星推进系统方案的优选提供参考。
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田维平,雷晓龙,唐敏,等.固体动力智能化发展技术展望[J].固体火箭技术,2021,44(02):146-150.
TIAN Weiping, LEI Xiaolong, TANG Min, et al. Prospect of the intelligentized solid propulsion technology [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2021, 44(02): 146-150.
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固体火箭发动机的智能化发展可使其具备自感知、自适应的特点,从而满足推力可调、可多次启停、跨域长时间工作的未来飞行器动力需求。综述了三种具有智能化特点的固体动力研究进展,通过对多模态跨介质组合动力、固体火箭超燃冲压发动机、智能可控固体发动机的工作原理及性能优势进行分析,明确了其未来发展的关键技术,并对其未来发展趋势和应用方向提出了建议。
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田维平,王立武,王伟.固体火箭发动机技术发展和面临的关键技术问题[J].固体火箭技术,2021,44(01):4-8.
TIAN Weiping, WANG Liwu, WANG Wei. Technological development and key technical problems in solid rocket motors [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2021, 44(01): 4-8.
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通过对国内外先进固体火箭发动机进行研究,从战略导弹、战术导弹、航天运载用固体火箭发动机及超音速高超音速固体组合动力四个方面着手,总结与分析了国内外固体火箭发动机的技术特点及技术水平,据此提出了固体火箭发动机的技术发展方向,并指明了各领域固体火箭发动机及固体组合动力面临的关键技术问题,探讨解决关键技术的主要途径,以期为我国固体火箭发动机技术的发展提供参考。
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陆志猛,曾庆林,郑丽兵,等.固体推进剂混合装备研究现状与发展[J].固体火箭技术,2021,44(03):372-378.
LU Zhimeng, ZENG Qinglin, ZHENG Libing, et al. Review on solid propellant mixing equipment [J]. Journal of Solid Rocket Technology, 2021, 44(03): 372-378.
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固体推进剂由粘度很高的粘合剂与各种添加成分混合而成,混合过程中物料内部产生巨大的粘阻力,且物料主要组分都属于含能材料,混合装备在混合原理、混合过程安全性以及性价比等方面均有较高要求。根据固体推进剂混合装备的结构和功能的不同,介绍了以立式混合机为代表的有桨批产式设备,以双螺杆混合机、蠕动混合机和多腔混合机为代表的有桨连续混合装备,以可一体化原位混合装药的声共振混合机为代表的无桨式混合装备。并结合CFD在化工领域搅拌釜的仿真模拟技术和法国Herakles 公司开展的大型立式混合机混合复合固体推进剂的仿真分析,指出仿真技术是推动混合工艺装备技术发展的动力。最后,指出自动化立式混合机、双螺杆混合机及声共振混合机等代表了固体推进剂制造业先进混合装备的发展方向,相关技术的快速发展是实现固体推进剂智能制造的基础。
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固体火箭技术