唐 乐, 陈苏杭, 许志伟, 张 伟, 沈瑞琪, 叶迎华

(南京理工大学化工学院, 江苏 南京 210094)

1 引 言

固液混合发动机因其安全可靠、低成本、绿色环保和推力调节灵活、可以实现关机和重启等优点成为当前火箭推进系统的一个研究热点[1-3],其应用范围十分广泛,可用于靶弹、运载火箭、载人飞船以及先进姿轨控制系统的动力装置中[2-5],但是其固体燃料的退移速率低的缺点严重制约了固液混合发动机的应用与发展。斯坦福大学的Karabeyoglu MA[6]研究发现石蜡燃料在燃烧过程中会产生液滴夹带现象,可以大大提高燃料在单位时间内的质量输运,其退移速率为传统的端羟基聚丁二烯(HTPB)燃料的3～4倍,并且石蜡燃料价格低廉,来源广泛,易于存储和运输,因此成为固液混合发动机的理想能源。

石蜡燃料是一种长链烷烃混合物,其成分复杂,种类繁多,不同种类石蜡之间化学组成的差别决定了其具有不同的性质,也必定会影响其燃烧性能。目前国内外针对固液混合发动机的石蜡基燃料的燃烧性能研究很多。Weismiller MR[7]研究了添加NH3BH3对石蜡燃料退移速率的影响规律; Galfetti L[8]测试了两种不同的石蜡燃料的退移速率,并研究了金属氢化物对石蜡燃料退移速率的影响; 胡松启[9]分析了添加HTPB和镁铝合金的石蜡基燃料配方的燃烧特性。但是从石蜡燃料内在的化学组成角度分析碳数分布和正异构烷烃含量对其燃烧性能的影响的相关研究却少有报道,因此有必要开展不同种类石蜡的化学组成和燃烧性能研究,分析其燃烧性能与化学组成之间的关系,为选择燃烧性能优良的石蜡燃料以及石蜡基燃料的配方设计提供重要指导作用。……