2.2 固體火箭發動機材料技術

1 纖維纏繞復合材料大幅提升固體發動機殼體結構性能

目前，幾乎所有的燃燒室殼體結構復合材料是通過連續增強纖維/樹脂基體復合纏繞而成的。碳纖維復合材料具有較高的剛性和較低的熱膨脹系數且與絕熱層之間的粘接性能好，作為固體發動機殼體材料具備很大的優越性，屬于第3代復合材料，將成為未來主流固體發動機的增強復合材料。

碳纖維復合材料可用于新型陸基機動固體洲際導彈一、二、三級發動機殼體、新一代中程地地戰術導彈發動機殼體。如美國“侏儒”小型地對地洲際彈道導彈三級發動機燃燒室殼體由IM-7碳纖維/HBRF-55A環氧樹脂纏繞制作；三叉戟（D5）第一、二級固體發動機殼體采用碳/環氧制作，其性能較凱芙拉/環氧提高30%；“愛國者”導彈及其改進型發動機殼體開始采用D6AC鋼，到“PAC-3”導彈發動機上已經采用了T800纖維/環氧復合材料；美國陸軍負責開發的一種新型超高速導彈系統中的小型動能導彈（CKEM）殼體采用了T1000碳纖維/環氧復合材料。

2 重點研究樹脂基體材料改性，以獲得更高性能復合材料

樹脂基體在殼體復合材料中不僅起包裹增強纖維材料并把它們粘合在一起的作用，而且具有支撐和穩定又細又長的纖維柱，防止它們相互滑移和磨損的作用。當殼體復合材料受載時，載荷通過在復合材料界面施加剪應力的方式從基體轉移到纖維，基體起到傳載荷和均衡載荷的作用。同時基體的重要性還在于它將本身固有的耐腐蝕、耐氣候、耐熱、耐燃、電性能等性能轉賦于殼體結構復合材料，是固體火箭發動機殼體滿足各項性能要求。

在固體火箭發動機結構材料的聚合物樹脂基體中，較為常用的有：環氧樹脂基、酚醛基、聚酰亞胺（較為常用的雙馬樹脂）等。近期，隨著固體火箭發動機結構材料的高性能化，越來越多的研究集中在如何對上述樹脂的改性，以期獲得更好性能的復合材料。

2.3 固體推進劑技術

固體推進劑是一種具有特定性能的含能復合材料，是導彈、空間飛行器的各類固體發動機的動力源。固體推進劑技術是武器裝備的共用技術、支撐技術，也是制約技術。其性能優劣直接影響到戰略和戰術導彈的生存能力和作戰效能。

1 燃燒可控固體推進劑技術軍事應用前景廣闊

智能彈藥、動能攔截彈等新型彈藥的飛速發展，要求固體推進系統具備推力可調整、能多次熄火/啟動等功能，以完成智能打擊、機動飛行、軌道定位、姿態調整等任務。傳統的固體推進劑一旦點火后，就難以控制或改變推進性能；目前常用的通過快速降壓實現固體火箭發動機熄火的方式，則存在操作靈活性差、會嚴重損壞發動機、剩余固體推進劑無法可控燃盡等不足。為此，美國國防部、NASA、防務公司、高校等機構近年來持續推進燃燒可控固體推進劑技術的研發，成功推出了在較寬壓力范圍內燃燒可控的固體推進劑，并已在小型發動機上成功驗證。

燃燒可控固體推進劑技術一方面能提高智能增程彈藥的靈活推進與遠程精確打擊能力，另一方面能滿足動能攔截彈轉向與姿態控制系統對于固體火箭發動機多次熄火和再啟動的要求，提高動能攔截彈的快速機動能力，減小其地面或空中探測和追蹤系統的導航誤差，提高攔截效率。由于燃燒可控固體推進劑技術適用于所有固體火箭發動機，所以只需對現有發動機系統進行簡單改進即可，未來具有較大的軍事應用前景。

2 先進高能固體推進劑配方研究逐步提高推進劑能量水平

NEPE高能固體推進劑是公開報道已獲得應用的能量最高的固體推進劑。在NEPE高能固體推進劑研究的基礎上，國外近年來廣泛開展了新的高能固體推進劑配方探索研究，主要集中在含能粘合劑/新型氧化劑/Al體系。在這類推進劑研究中，含能粘合劑以疊氮粘合劑為典型代表，氧化劑則以CL-20、ADN、HNF等為代表。

針對先進高能固體推進劑配方探索研究，國外近期將主要立足于NEPE推進劑能量再提高，采取的主要技術途徑為GAP/NE/CL-20/AP/Al推進劑體系、GAP/HNF/Al推進劑和CH聚合物/ADN/AlH3推進劑等；中期將主要立足于籠形富氮張力環化合物、氟氮或氟氨化合物的成功應用，能量比NEPE高10%左右；遠期將立足于激發態、亞穩態和原子簇、分子簇化合物的成功應用，能量水平較NEPE 推進劑顯著提高。

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