● 摘要
随着飞行器进入高超声速发展阶段，飞行器的热管理已成为一个亟待解决的问题。吸热型碳氢燃料是针对超音速和高超音速冲压航空发动机的高温冷却要求以及氢燃料的缺点提出来的。吸热型碳氢燃料具有较高的热沉，它不仅有吸收显热和潜热的物理热沉，而且还可以通过吸热反应提供附加的化学热沉。吸热型碳氢燃料的研究已成为各国航天燃料研究的一个重点。本课题研究包括以下几个部分：第一部分：对具有良好吸热性能的八种燃料单体进行吸热性能与裂解可能产物分析，并对其热沉理论值进行了计算，从中选取一种实际应用潜力比较大的单体-亚甲基蒽烷衍生物进行研究；第二部分：通过DieIs—AIde合成、加氢、异构化获得亚甲基蒽烷衍生物的单体，利用光谱分析及溴价分析方法检测和确定单体的结构特征与结构变化；同时测定了合成单体的基本物化性质；第三部分：为了检测亚甲基蒽烷衍生物的实际吸热性能，建造一套热沉测量装置以测定单体的热沉大小，分析了不同流量、温度、压力对亚甲基蒽烷衍生物热沉的影响，获得一定规律，并利用气相色谱在线测定了单体在裂解吸热过程中的主要产物及含量。通过研究获得了一种高密度、高吸热值的吸热型碳氢燃料单体，密度达0.985g/cm3，比我国目前常用的RP-3喷气燃料（密度0.78 g/cm3）密度提高26.3%；热沉值超过6MJ/Kg,达到目前国际上研究的目标值。此单体在空天飞行器上应用的现实性还需在发动机台架上进一步试验。