技术·航天---复合及改性复合双基推进剂

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【技术·航天---复合及改性复合双基推进剂】（能看懂的蒜泥忒狠！）航天微博公开课
性质和用途
复合推进剂是各种氧化剂和燃料物质的混合物，两种颗粒(如粉末或晶体)由橡胶材料作为粘合剂结合起来，从而为火箭发动机提供化学稳定、结构稳固、可存储、高性能的固体燃料。改性复合双基推进剂(CMDB)可能是具有双基成分的复合推进剂，也可能是具有一些复合成分的双基推进剂。改性复合双基推进剂还可以是以高能双基材料为粘合剂的复合燃料。双基成分的核心是不同部分具有相同微粒的燃料和氧化剂。
所选粘合剂、燃料与氧化剂按精确比例混合，直接灌装(注入后固化)在火箭发动机壳体中，或灌装成模，随后再插入发动机壳体(装药)。无论采用哪种方式，固体燃料的圆柱均被称为燃料药柱。在固体发动机内部，通常药柱中空，以便进行燃烧。另外还可以采取药柱端部燃烧方式。点火时，药柱从暴露的区域开始燃烧(内部或一端)，药柱外侧与壳体紧密连接，以防在外部表层燃烧。连续产生的高温高压气体以超高速度排出产生推力。一旦推进剂点燃，很难实现节气或熄灭，因为推进剂燃烧无需空气，且温度极高。

外观
通常固体推进剂，搅拌后不久即灌装为药柱，因此制成后的外观为药柱本身或盛放在圆柱形火箭发动机壳体内的药柱，通常后者一端为尖顶喷管，呈现为完整的固体火箭发动机。如仅考虑药柱，复合及复合改性双基推进剂为坚硬、橡胶质材料，质地和外观与汽车轮胎类似。因内含铝或其他金属粉末成分而呈暗灰色;而其他控制弹道和机械性能、以及保持化学稳定性的添加剂可能导致固体推进剂的颜色发生变化(从红色到绿色、棕色、黑色各不相同)。

当推进剂所有成分混匀后，即直接注入壳体(通常壳体本身即是发动机外壁)，固化为整块材料，从而形成具有完整药柱的发动机。因此此类推进剂仅作为完成装药程序的火箭发动机的主要内部部件，与火箭发动机一起运输，而不会出现与发动机壳体分离的情况。将火箭推进剂筒装入发动机壳体的装药系统除外，通常仅适用小型发动机。航天器用固体火箭发动机需要实现推进剂容量与发动机质量的比值最大化。因此此类发动机通常外形近似球型而非圆柱形。这是因为在太空无需考虑空气动力学(瘦长型无益处)。

铝粉是复合推进剂最常用的燃料成分，比其他金属粉末效能更好，也更易用。所选氧化剂成分为高氯酸铵(AP);其他氧化剂包括非铝金属过氯酸盐、金属高氯酸盐、硝酸铵(AN)和二硝酰胺铵(ADN)。

使用金属高氯酸盐或硝酸铵会大大降低推进剂效能，因此仅在少数专用推进剂中使用。二硝酰胺铵是一种效能高于高氯酸铵的新型氧化剂，但其供应量有限且加工极其困难。HMX和RDX常作为高氯酸铵的添加剂，以增进推进剂效能。复合推进剂中所使用的粘合剂通常为合成橡胶，其中最好的是端羟基聚丁二烯(HTPB)。其他可用粘合剂包括端羧基聚丁二烯(CTPB)、聚丁二烯-丙烯酸共聚物(PBAA)、或聚丁二烯-丙烯酸-丙烯腈三聚物(PBAN，即丁腈橡胶)。弹性聚酯和聚醚(如聚丙二醇)也可被用作粘合剂。复合改性双基推进剂还可使用经硝化甘油或其他的硝酸酯塑化的硝化纤维作为粘合剂体系。