電控固體推進劑制備方法及性能研究進展

何志成，夏智勛，胡建新，馬立坤

（1. 國防科技大學空天科學學院，湖南 長沙 410073；2. 重慶大學航空航天學院，重慶 400044）

1 引言

電控固體推進劑（Electrically Controlled Solid Propellants，ECSPs）是由無毒、低感度材料制備的復合固體推進劑，具有通電燃燒、斷電熄滅，燃速可以通過改變外加電壓或電流進行實時調節的特性［1-3］。電控固體推進劑的發展提供了以電能控制固體推進劑燃速的新途徑，克服了傳統固體推進劑燃速難以實時調節的缺點，基于電控固體推進劑的固體火箭發動機具有結構簡單、響應快、易于控制的優點，相比傳統固體火箭發動機具有更高的機動性和靈活性，可應用于空間微推進和大型固體火箭發動機中［4-7］，因此，ECSPs成為近年來固體推進劑領域中的研究熱點。此外，電控固體推進劑具有較低的撞擊感度和摩擦感度，對火焰及靜電刺激不敏感，在制備、運輸、使用及儲存中都具有較高的安全性，滿足危險等級1.3 級［4，8］。

按氧化劑類型電控固體推進劑可以分為硝酸銨基ECSP（AN?ECSP）、硝酸羥胺基ECSP（HAN?ECSP）、高氯 酸 鹽 基ECSP（P?ECSP）和 高 氯 酸 羥 胺 基ECSP（HAP?ECSP）四種類型，其中HAN?ECSP 和P?ECSP 發展最為成熟。國外電控固體推進劑研究起始于20 世紀90 年代，并已具備較為成熟的硼基、鋁基及非金屬基HAN?ECSP。美國Digital Solid State Propulsion 公司 于2012 年 驗 證 了HAN?ECSP 應 用 于120 mm 坦 克炮點火器的可行性［9］，于2014 年開展了SpinSat 球型衛星飛行試驗并成功驗證了HAN?ECSP 微推力器的在 軌 性 能［10］。美 國Raytheon 公 司 于2010 年 開 發 了P?ECSP 并在推進劑及相關發動機技術領域處于世界領先地位［11-13］。國內湖北航天技術研究所［14］、重慶大學［15］、國防科技大學［16］以及南京理工大學［17］先后開展了電控固體推進劑相關技術研究，但主要限于推進劑配方、性能以及電控燃燒機理等基礎研究。……