● 摘要
推进剂是火箭、导弹等各种飞行武器的重要组成部分，它为这些飞行武 器提供能量，使得火箭、导弹等飞行武器能以较快的速度攻击远处的目标。推进 剂的种类相对较多，相比较而言，化学推进剂因其具有易于控制、易于研制等优 点而被广泛应用。 传统的化学推进剂可分为固体推进剂和液体推进剂。固体推进剂具有较高的维 护和使用安全性，但其燃烧是预编程式的，因而固体火箭发动机存在推力大小和 推力向量不易控制、不能多次启动等问题；液体推进剂由于比冲较高，可通过控 制流速来控制燃烧速率，在发动机中易于实现推力大小的控制和多次启动等，因 而被广泛用于各种战略导弹和航天运载火箭上。但液体推进剂大多是一些易挥发、 易燃、易爆、有剧毒和腐蚀性的物质，其维护和使用安全性差，容易引发事故。 为解决上述两种推进剂的不足，近年来，各国相继把研究方向转向了兼具有二者 优点的新型凝胶推进剂上。凝胶推进剂具有触变性，即在不施加外力时始终保持 不流动的半固体状态，而一旦对其施加压力或受到剪切力时，能像液体一样流动。 因此凝胶推进剂可以贮存在液体推进剂的燃料箱内，而且对其施加压力时可以喷 射。由于凝胶推进剂的以上优点，因而倍受各国高度重视，有望成为新一代的化 学推进剂。 基于凝胶推进剂的上述优点，本文以无机微纳米颗粒作为胶凝剂，制备了发烟 硝酸凝胶和燃料凝胶，并研究了它们的凝胶性能。 第一部分工作利用一种超细无机粉体作为胶凝剂，辅助于添加剂，制备了发烟 硝酸凝胶。系统研究了胶凝剂的粒径大小、温度、添加剂等因素对凝胶形成的影 响，并利用超声及简易装置对凝胶是否具有压力触变性进行了研究。结果表明： 凝胶在超声和搅拌下具有触变性，而在连续加压时无明显的触变性；另外，本实 验亦研究了形成凝胶的动力学过程，利用正交优化实验得到了较好的氧化剂凝胶 配方。 第二部分利用气相二氧化硅作为胶凝剂，辅助于添加剂，制备了航空煤油凝胶。 讨论了表面活性剂、温度、搅拌速度、添加顺序、乳化时间等因素对凝胶形成的 影响，用正交实验得到了热稳定性较好的凝胶配方。利用超声及简易装置对燃料 凝胶的触变性和形成动力学进行了研究。研究表明：该凝胶在此条件下无触变性。 为了减少凝胶燃料中非含能物质的含量，增加凝胶推进剂的比冲，第三部分工 作利用具有可燃性的炭黑代替不燃烧的气相二氧化硅作为胶凝剂。为增加炭黑与 航空煤油的相容性，在本部分工作中首先对炭黑进行了接枝改性，然后以改性炭 黑为胶凝剂，在表面活性剂及添加剂存在下制备了炭黑／航空煤油凝胶。并对凝胶 的性能进行了测试，结果表明：该凝胶体系在此条件下也无触变性。