双基推进剂是全球现代武器装备体系中应用历史最久、技术成熟度最高的一类固体推进剂,它以硝化棉和硝化甘油为核心基础组分,通过精准的化学配方调控实现极其稳定的燃烧性能,拥有无烟、燃烧均匀性高、批次一致性好的独特优势,是各类中大口径远程压制武器、空空导弹近程型号的核心动力源。过去我国传统的双基推进剂长期存在燃速调整范围窄、压力指数偏高的行业短板,直接制约了我国新一代远程压制武器的射程和打击精度提升。国内推进剂研发团队经过整整12年的技术攻关,完全自主开发出了高燃速平台效应双基推进剂全套技术体系,将我国双基推进剂的综合性能水平提升到了国际领先行列。
传统双基推进剂的核心技术痛点,是燃速和燃烧压力的强耦合关系:燃烧压力的微小波动就会直接导致燃速出现明显变化,发动机的内弹道性能很难保持稳定,直接影响武器的射程和打击精度。国内研发团队没有沿用传统的铅盐类燃速催化剂的老技术路线,创新性地开发出了“纳米碳材料-稀土有机金属盐”复合催化体系。这种全新的复合催化剂可以在推进剂内部构建起连续的催化反应网络,在特定的压力区间内,完全阻断燃速随压力上升而增长的趋势,实现极其宽广的平台燃烧效应。这款国产新型双基推进剂的平台燃烧压力区间覆盖了8MPa到28MPa,是传统双基推进剂平台区间宽度的4倍以上,在整个平台区间内,燃速的压力指数低至0.03,几乎可以实现“压力变化燃速不变”的完美内弹道特性,这是过去传统双基推进剂根本不可能实现的性能突破。同时通过在硝化棉的分子链上接枝含能侧基,推进剂的理论比冲从传统的2000N·s/kg提升到了2250N·s/kg,能量水平提升了12.5%,直接推动武器的射程获得显著增长。
在制造工艺环节,研发团队突破了大尺寸双基推进剂药柱的无溶剂连续压伸成型技术。传统的有溶剂成型工艺需要在药柱中引入大量的挥发性有机溶剂,后续的长时间挥发驱替过程很容易导致药柱内部出现溶剂残留和成分分布不均匀的问题,直接影响燃烧性能的批次一致性。新的无溶剂连续压伸工艺,从源头彻底消除了有机溶剂的使用,通过精准控制不同组分的混合温度和压伸压力,让直径超过300毫米的大尺寸药柱内部的组分均匀性偏差控制在0.5%以内,药柱不同位置的燃速偏差小于0.2mm/s,燃烧性能的批次一致性达到了前所未有的水平。同时这套连续化生产工艺的生产效率是传统批次式工艺的6倍,生产过程中的危险化学品使用量降低了90%,生产过程的本质安全水平得到了质的飞跃。
在实际武器型号应用验证中,应用这款新型平台双基推进剂的155毫米远程底排弹,最大射程从过去的30公里提升到了72公里,同时弹丸的外弹道飞行速度极其稳定,全程速度偏差不到0.5%,弹丸的地面打击精度提升了3倍以上。在多次实弹射击考核中,所有弹丸的内弹道性能完全一致,没有出现任何一发弹道异常的情况,表现出了完美的性能稳定性。目前这款高燃速平台双基推进剂已经全面批量应用于我国所有新一代中大口径远程压制武器装备,大幅提升了我国陆军远程火力打击体系的综合作战能力。在此基础上研发团队还开发出了低特征信号的无烟双基推进剂,应用于新一代近程空空导弹,导弹飞行过程中几乎没有明显的尾烟,彻底消除了传统推进剂尾烟暴露发射阵地位置的隐患,大幅提升了导弹武器系统的作战隐蔽性。



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