颜小婷，夏智勋，那旭东，沙本尚

(国防科技大学 空天科学学院, 湖南 长沙 410073)

固体火箭发动机具有成本低、结构简单、可靠性高等特点，在火箭和导弹中均有广泛应用。固体推进剂是固体火箭发动机的主要能量来源，其燃烧特性可显著影响固体火箭发动机的性能。固体推进剂的燃烧特性会同时受到外部燃烧环境和内部细观结构的影响，从细观角度研究各种因素对固体推进剂燃烧特性的影响，找出各种因素之间的制约关系，不仅可以掌握改善和提高推进剂燃烧性能的方法，还可以对推进剂配方的设计提供建议，大大降低推进剂配方研制的成本和危险。

当对体积足够大的复合固体推进剂进行空间平均分析时，推进剂的化学性质和物理性质均趋于一致。然而，从细观角度上来讲，复合固体推进剂中氧化剂颗粒和金属颗粒在基体中随机分布，会造成局部不均匀。推进剂宏观尺度上的燃烧特性和力学特性与推进剂成分组成、粒径分布以及细观尺度上的颗粒排列均密切相关，如燃烧速率、金属团聚或弹性模量等均在一定程度上由细观结构形态控制[1]。要分析细观结构对推进剂性质的影响，首先要对推进剂的细观结构有一个直观详细的认识。目前可采用的试验手段包括光学分析方法[2]、微型计算机电子扫描(microComputer Tomography, micro-CT)[3-5]和X射线断层摄影术(X-ray Computed Tomography, XCT)[6-7]等。由于试验方法耗时长、成本较高，且得到的推进剂细观结构不易直接用于后续计算分析，需要建立一个能够描述给定成分组成的推进剂异质细观结构颗粒填充模型，以此来预测推进剂特性。……