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第1章 绪论 1

1.1 固体火箭发动机的工作过程 1

1.2 固体推进剂的分类 2

1.2.1 按微观相态划分固体推进剂 2

1.2.2 按组份特征划分复合固体推进剂 3

1.2.3 按用途划分复合固体推进剂 8

1.3 对固体推进剂的基本要求 14

参考文献 15

第2章 固体推进剂的能量性能 16

2.1 氧化剂与燃料含量的比值 16

2.1.1 假想化学式 16

2.1.2 氧平衡 17

2.1.3 O/F 比 19

2.2 化学潜能及燃烧反应的热效应 20

2.2.1 推进剂的总焓 20

2.2.2 爆热 21

2.2.3 燃烧热 24

2.2.4 富燃料推进剂的理论热值 26

2.3 气态燃烧产物的平均分子量 27

2.3.1 定义 27

2.3.2 计算方法 27

2.3.3 应用 28

2.4 特征速度 28

2.4.1 定义 28

2.4.2 计算及测试原理 28

2.4.3 应用案例 29

2.5 比冲 30

2.5.1 定义 30

2.5.2 固体火箭发动机的地面热试车 30

2.5.3 固体推进剂比冲的理论分析 35

2.5.4 固体火箭冲压发动机的直连式试验 37

2.5.5 水冲压发动机的直连式地面试验 40

2.5.6 固液混合火箭发动机的地面试验 42

2.6 推进剂能量性能的热力学计算 46

2.6.1 目的 46

2.6.2 计算原理 46

2.6.3 应用案例 53

参考文献 55

第3章 固体推进剂的燃烧性能 56

3.1 固体推进剂的燃烧特征 56

3.1.1 固体推进剂的燃烧特点 56

3.1.2 固体推进剂的燃烧历程 56

3.2 固体推进剂的热分解特性 57

3.2.1 热分析技术 57

3.2.2 应用案例 62

3.3 固体推进剂的燃烧性能参数 72

3.3.1 燃速 72

3.3.2 燃速压强指数 81

3.3.3 燃速温度敏感系数 82

3.4 含能材料燃烧性能分析技术 82

3.4.1 燃烧波温度分布 82

3.4.2 燃烧火焰结构 86

3.4.3 颗粒燃烧特性 89

参考文献 94

第4章 固体推进剂的力学性能 96

4.1 复合固体推进剂的力学性能特征 96

4.1.1 复合固体推进剂的力学性能特征 96

4.1.2 复合固体推进剂的粘弹性 96

4.1.3 复合固体推进剂力学性能的时-温等效原理 97

4.2 宏观力学性能测试方法 97

4.2.1 单轴试验 97

4.2.2 动态试验 101

4.2.3 双轴拉伸试验 102

4.2.4 主曲线 105

4.3 热固性基体特性的表征方法 110

4.3.1 交联密度及凝胶百分数 110

4.3.2 交联点间平均分子量 114

4.3.3 粘合剂基体的表面特性 114

4.4 填料或基体表面特性、填料-基体界面特性的表征方法 115

4.4.1 基本概念 115

4.4.2 填料的粒度及比表面积 116

4.4.3 接触角法 118

4.4.4 反相气相色谱法 121

4.4.5 DMA法 123

4.4.6 复合固体推进剂中主要组份的表面特性 124

4.4.7 复合固体推进剂的主要界面特性 128

参考文献 133

第5章 固体推进剂的贮存老化性能 135

5.1 概述 135

5.2 复合固体推进剂老化机理的研究方法 136

5.2.1 微观形貌法（SEM） 136

5.2.2 红外光谱法 137

5.2.3 计算化学法 140

5.2.4 组份迁移或关键组份消耗法 140

5.3 贮存老化试验 141

5.3.1 自然贮存试验 141

5.3.2 加速老化试验 141

5.4 贮存期预估 149

5.4.1 固态推进剂贮存期预估的基本方法 150

5.4.2 双基推进剂贮存期预估的数学模型 151

5.4.3 复合固体推进剂贮存期预估的数学模型 153

5.5 绝热层-衬层-推进剂界面的老化规律 157

5.5.1 试件及取样位置 157

5.5.2 表征方法 158

5.5.3 应用案例 159

参考文献 165

第6章 固体推进剂羽流的特征信号 166

6.1 基本概念 166

6.1.1 火箭排气羽流的特征信号 166

6.1.2 烟雾 166

6.1.3 高温燃烧产物及二次燃烧引起的辐射 168

6.1.4 能见度 169

6.1.5 雷达波的吸收 169

6.2 固体推进剂羽流特征信号的测试 170

6.2.1 羽流的光学透过率测试 171

6.2.2 羽流的红外辐射测试 177

6.2.3 羽流的微波衰减测试 179

6.3 固体推进剂羽流特征信号的计算 182

6.3.1 计算原理 182

6.3.2 案例分析 185

6.3.3 降低固体火箭发动机特征信号的技术浅析 190

参考文献 190

第7章 含能材料的结构及组成分析 192

7.1 形貌分析 192

7.1.1 光学法分析 192

7.1.2 扫描电镜分析 195

7.1.3 透射电镜分析 197

7.2 组成分析 199

7.2.1 扫描电镜/能谱分析 199

7.2.2 X射线光电子能谱分析 201

7.2.3 元素分析 204

7.2.4 光纤光谱分析 205

7.2.5 气相色谱分析 206

7.2.6 高效液相色谱分析 208

7.3 晶态及晶态组成分析 210

7.3.1 基本原理 210

7.3.2 应用案例 211

7.4 基于红外的特征基团分析 212

7.4.1 基本原理 212

7.4.2 应用案例 212

7.5 推进剂燃烧产物的采集与分析 215

7.5.1 推进剂燃烧产物的采集 216

7.5.2 推进剂燃烧产物的分析 218

参考文献 224

第8章 含能材料分子及性能的计算分析 225

8.1 含能材料的平衡分子构型及性能分析 225

8.1.1 呋咱类高氮化合物的平衡分子构型及性能分析 225

8.1.2 PBT共聚物的平衡分子构型 229

8.1.3 PBT共聚物用增塑剂的平衡分子构型 232

8.1.4 HTPB固化胶片弱键断裂的理论分析 234

8.2 含能材料的性能计算 236

8.2.1 生成焓 236

8.2.2 含能材料的爆轰性能 244

8.2.3 PBT无规共聚物的性质 245

8.2.4 增塑剂的性质 247

8.3 分子间相互作用的计算研究 248

8.3.1 AP/RDX/Al/HTPB推进剂中硼酸酯键合剂的作用 248

8.3.2 PBT无规共聚物与增塑剂的相互作用 256

8.3.3 PBT无规共聚物与填料晶面的相互作用 260

参考文献 267

附录 英语缩略语说明 270