吴浩明，陈林泉，董新刚，敖 文，刘 露

(1.西安航天动力技术研究所，陕西 西安 710025；2.西北工业大学 航天学院，陕西 西安 710072)

引 言

铝粉以其熔点低、能量高、相容性好等优点，广泛应用于固体火箭发动机推进剂中。铝的加入一方面能够提高推进剂的比冲和能量密度，抑制发动机的高频不稳定燃烧；另一方面，铝颗粒在推进剂燃面处发生团聚，导致燃烧过程中形成大量大尺寸的凝聚相产物(CCPs)，不仅造成两相流损失，而且由于粒子冲刷作用加剧了绝热层和喷管的烧蚀，危害发动机的工作安全[1]。因此，研究推进剂中铝颗粒的团聚及CCPs特性对发动机的设计具有重要意义。

目前，对推进剂中铝颗粒燃烧的研究主要有两种方法：一是通过光学拍摄的方式，对团聚铝的形成过程进行可视化研究；另一种是通过产物收集的方式，对含铝推进剂CCPs的组分、含量、粒度分布等进行分析。

铝团聚过程的可视化拍摄实验主要依赖于精细化的光学诊断技术，难点在于克服高压下推进剂燃烧烟雾对团聚过程拍摄的干扰[2]。Liu等[3]通过对铝团聚过程高速拍摄，研究了压强对HTPB推进剂燃面铝团聚物粒径的影响，发现当压强从2.07 MPa升高到6.89 MPa后，燃面处团聚铝粒度减小。Takahashi等[4]使用高速相机拍摄了0.1 MPa下AP/AN/Al/Oct复合推进剂燃面处铝的团聚过程，实验结果表明：随着铝含量的增大，燃面处团聚铝的粒径也逐渐增大。刘鑫[5]使用同样的方法，研究了推进剂燃速对燃面处铝团聚过程的影响，发现燃速的增大缩短了燃面处团聚铝的滞留时间，使得铝团聚程度降低，团聚铝平均直径减小。……