一种制备组件和制备超高固含量固体推进剂的方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种制备组件及制备超高固含量固体推进剂的方法。所述制备组件包括：冲头、药缸、底座和脱模容器，其中，脱模容器为带有内腔的柱状结构，底座为台阶形柱状结构，底座内嵌于脱模容器的内腔，且底座面积最小的一侧远离脱模容器。药缸为带有内腔、且两端开口的台阶形柱状结构，药缸的开口的一端包覆于底座面积最小的一侧的两个侧面，药缸和底座共同形成材料容器；冲头的横截面的直径与药缸的内腔直径相同，且冲头可嵌入于药缸的内腔；在制备组件的使用过程中，冲头、药缸、底座和脱模容器的中心轴线重合。本发明专利技术可以保证装药的成型质量及发动机燃烧稳定性，显著提升发动机能量水平及装填系数。

A method of preparing components and super high solid content solid propellants

【技术实现步骤摘要】
一种制备组件和制备超高固含量固体推进剂的方法
本专利技术涉及固体火箭发动机装药成型
，特别是一种制备组件和制备超高固含量固体推进剂的方法。
技术介绍
随着导弹武器系统的迅速发展，对射程、机动能力、隐身等提出了更高的需求，固体火箭发动机作为导弹的动力装置，对导弹提供飞行及机动动力。发动机装药是固体火箭发动机的重要组成部分，装药的能量特性和装填系数直接决定了发动机的内弹道性能、质量特性及装药结构完整性。目前传统的装药成型方法是浇注成型，这种成型方法要求粘合剂含量高以保证推进剂物料具有流变性，且受推进剂多组分间化学相容性制约，进一步提高高能物质含量受到限制；受装药结构完整性约束，发动机装填系数提高受到限制。因此，传统装药成型方法限制了发动机能量水平的进一步提升。故大幅降低粘合剂含量，以少量粘合剂为架构，以高压作为成型载荷的超高固含量固体推进剂高压成型方法，能够突破传统固体推进剂高能物质应用极限，为实现密度比冲的跨越式提升提供技术基础。目前，国内尚无对于固体火箭发动机超高固含量固体推进剂的高压成型方法研究。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服传统装药成型技术的不足，提供了一种制备组件和制备超高固含量固体推进剂的方法，用于显著提升装药密度比冲，提高发动机能量水平及装填系数。本专利技术的技术解决方案是：第一方面，本专利技术实施例提供了一种制备组件，包括：冲头、药缸、底座和脱模容器，其中，所述脱模容器为带有内腔的柱状结构，所述底座为台阶形柱状结构，所述底座内嵌于所述脱模容器的内腔，且所述底座面积最小的一侧远离所述脱模容器；所述药缸为带有内腔、且两端开口的台阶形柱状结构，所述药缸的开口的一端包覆于所述底座面积最小的一侧的两个侧面，所述药缸和所述底座共同形成材料容器；所述冲头的横截面的直径与所述药缸的内腔直径相同，且所述冲头可嵌入于所述药缸的内腔；在所述制备组件的使用过程中，所述冲头、所述药缸、所述底座和所述脱模容器的中心轴线重合。优选地，所述底座为可移除的底座。第二方面，本专利技术实施例提供了一种采用上述任一项所述的制备组件制备超高固含量固体推进剂的方法，包括：获取制备所述超高固含量固体推进剂的设定重量的混合材料；将所述混合材料添加至所述药缸的内腔中；采用所述冲头按照设定变压力曲线，以第一设定速度推压所述混合材料，得到成型推进剂；在完成设定压力曲线压制后，移除所述底座，并采用所述冲头以第二设定速度将所述成型推进剂推压至所述脱模容器的内腔中；将所述成型推进剂放置于烘箱进行固化处理。优选地，所述获取制备所述超高固含量固体推进剂的设定重量的混合材料的步骤，包括：获取设定质量比例的超高固推进剂物料和乙酸乙酯工艺助剂；采用卧式捏合机，以设定温度对所述超高固推进剂物料和所述乙酸乙酯工艺助剂进行捏合搅拌处理；在捏合搅拌处理指定时间之后，得到所述混合材料；对所述混合材料进行称量，获取设定重量的混合材料。优选地，所述设定质量比例为1:20，所述设定温度为40℃～80℃，所述指定时间为2h。优选地，所述第一设定速度为随时间变化的速度，所述第二设定速度为0.01mm/s。优选地，所述固化处理的温度为50℃，所述固化处理的时间为7天。优选地，所述混合材料为连续的类浆状状态。优选地，所述成型推进剂的外径比所述脱模容器的外径小1mm～2mm，所述成型推进剂的长度比所述脱模容器的长度小1mm～2mm。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术开创性提出了制备超高固含量固体推进剂的方法，解决了高粘度推进剂成型技术难题；(2)本专利技术系统提供了成型过程关键控制参量及实现手段，保证装药的成型质量及发动机燃烧稳定性；(3)本专利技术提出的制备超高固含量固体推进剂的方法，突破传统成型工艺对发动机能量进一步提升的限制，显著提升发动机能量水平及装填系数。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种制备组件的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种制备超高固含量固体推进剂的方法的步骤流程图；图3为本专利技术实施例提供的推进剂物料高压压制过程中压力时间曲线图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步的详细描述。实施例一参照图1，示出了本专利技术实施例提供的一种制备组件的结构示意图，如图1所示，该制备组件可以包括：冲头1、药缸2、底座4和脱模容器5，其中，脱模容器5为带有内腔的柱状结构，底座4为台阶形柱状结构，底座4内嵌于脱模容器5的内腔中，且底座4面积最小的一侧远离脱模容器5。药缸2为带有内腔、且两端开口的台阶形柱状结构，药缸2的开口的一端包覆于底座4面积最小的一侧的两个侧面，药缸2和底座4可以共同形成材料容器，用于容纳制备超高固含量固体推进剂的容器。冲头1的横截面的直径与药缸2的内腔直径相同，且冲头1可嵌入于药缸2的内腔。在制备组件的使用过程中，冲头1、药缸2、底座4和脱模容器4的中心轴线是相重合的。在本专利技术的一种优选实施例中，底座4是可以移除的，从而在对物料推压成型之后，可以移除底座4，将成型剂导入于脱模容器5中，以完成成型剂的制备。本专利技术实施例提供的制备组件具有如下优点：可以解决高粘度推进剂成型技术难题；突破传统成型工艺对发动机能量进一步提升的限制，显著提升发动机能量水平及装填系数。实施例二参照图2，示出了本专利技术实施例提供的一种制备超高固含量固体推进剂的方法，该方法具体可以包括如下步骤：步骤201：获取制备所述超高固含量固体推进剂的设定重量的混合材料。在本专利技术实施例中，混合材料是指由超高固推进剂物料和乙酸乙酯工艺助剂混合形成的，用于制备超高固含量固体推进剂的材料。在本专利技术中，可以首先获取设定重量的混合材料，具体地，执行的过程可以参照下述优选实施例进行详细描述。在本专利技术的一种优选实施例中，上述步骤201可以包括：子步骤A1：获取设定质量比例的超高固推进剂物料和乙酸乙酯工艺助剂。在本专利技术中，设定质量比例可以为1:20，也即50g/1kg。可以获取设定质量比例的超高固推进剂物料和乙酸乙酯工艺助剂，并执行子步骤A2。子步骤A2：采用卧式捏合机，以设定温度对所述超高固推进剂物料和所述乙酸乙酯工艺助剂进行捏合搅拌处理。设定温度的范围为40℃～80℃。在获取设定质量比例的超高固推进剂物料和乙酸乙酯工艺助剂之后，可以采用卧式捏合机，以设定温度对超高固推进剂物料和乙酸乙酯工艺助剂进行捏合搅拌处理，进而，执行子步骤A3。子步骤A3：在捏合搅拌处理指定时间之后，得到所述混合材料。指定时间为2h。在采用卧式捏合机，以设定温度对超高固推进剂物料和乙酸乙酯工艺助剂进行捏合搅拌处理的过程中，可以对超高固推进剂物料和乙酸乙酯工艺助剂进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备组件，其特征在于：包括冲头、药缸、底座和脱模容器，其中：/n所述脱模容器为带有内腔的柱状结构，所述底座为台阶形柱状结构，所述底座内嵌于所述脱模容器的内腔，且所述底座面积最小的一侧远离所述脱模容器；/n所述药缸为带有内腔、且两端开口的台阶形柱状结构，所述药缸的开口的一端包覆于所述底座面积最小的一侧的两个侧面，所述药缸和所述底座共同形成材料容器；/n所述冲头的横截面的直径与所述药缸的内腔直径相同，且所述冲头可嵌入于所述药缸的内腔；/n在所述制备组件的使用过程中，所述冲头、所述药缸、所述底座和所述脱模容器的中心轴线重合。/n

【技术特征摘要】
1.一种制备组件，其特征在于：包括冲头、药缸、底座和脱模容器，其中：
所述脱模容器为带有内腔的柱状结构，所述底座为台阶形柱状结构，所述底座内嵌于所述脱模容器的内腔，且所述底座面积最小的一侧远离所述脱模容器；
所述药缸为带有内腔、且两端开口的台阶形柱状结构，所述药缸的开口的一端包覆于所述底座面积最小的一侧的两个侧面，所述药缸和所述底座共同形成材料容器；
所述冲头的横截面的直径与所述药缸的内腔直径相同，且所述冲头可嵌入于所述药缸的内腔；
在所述制备组件的使用过程中，所述冲头、所述药缸、所述底座和所述脱模容器的中心轴线重合。


2.根据权利要求1所述的制备组件，其特征在于，所述底座为可移除的底座。


3.一种采用权利要求1或2所述的制备组件制备超高固含量固体推进剂的方法，其特征在于包括如下步骤：
获取制备所述超高固含量固体推进剂的设定重量的混合材料；
将所述混合材料添加至所述药缸的内腔中；
采用所述冲头按照设定变压力曲线，以第一设定速度推压所述混合材料，得到成型推进剂；
在完成设定压力曲线压制后，移除所述底座，并采用所述冲头以第二设定速度将所述成型推进剂推压至所述脱模容器的内腔中；
将所述成型推进剂放置于烘箱进行固化处理。

【专利技术属性】
技术研发人员：纪晓婷，尹胜杰，何快，毛成立，娄永春，陈俊，王磊，王燕宾，乐浩，张建欣，刘道坤，
申请(专利权)人：上海新力动力设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31