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HTPB推进剂温度循环冲击试验研究
摘要：
HTPB推进剂作为固体火箭发动机的关键组成部分，需要经受多种环境的考验，其中包括温度循环冲击。本文通过对HTPB推进剂进行温度循环冲击试验研究，探究其耐受性能，为固体火箭发动机的设计提供参考。试验结果表明，在高低温交替作用下，HTPB推进剂的物理和化学性能均有所变化，并随着循环次数的增加而加剧，因此需要在设计和制造过程中充分考虑温度循环所带来的影响，提高其性能稳定性。
关键词：HTPB推进剂，温度循环冲击，耐受性能，固体火箭发动机
1.引言
固体火箭发动机是飞行器重要的推进装置之一，HTPB推进剂作为固体火箭发动机的关键组成部分具有密度大、体积小、安全可靠等诸多优点。但是，在运行过程中，HTPB推进剂经受到高温和低温交替作用，这种温度循环容易影响其性能，因此，研究HTPB推进剂的耐受性能，特别是在温度循环冲击下的表现，对于提高HTPB推进剂的性能、减少停机检修时间、降低制造成本具有重要意义。
2.试验方案
2.1试验样品制备
使用常规方法制备HTPB推进剂同一批次的样品，每个样品以实验室角标标记编号，并记录其基本性能参数。
2.2试验设备
温度循环冲击试验箱是用于进行温度循环冲击试验的专业设备，其主要结构由试验室、观察室、控制系统、加热系统、制冷系统、高低温气体控制系统等组成。
2.3试验条件
通过计算、仿真等方法，最终确定了试验方案和试验条件，如表1所示。
表1试验方案和试验条件
试验内容试验条件
温度范围-50℃~+80℃
循环周期时间2h
循环次数500次
3.试验结果
3.1物理性能
试验结果表明，经过温度循环冲击试验后，HTPB推进剂样品的密度、水分含量和尺寸等物理性能均有所变化。其中，密度略有增加，水分含量略有下降，尺寸略有变化，说明HTPB推进剂在受到高低温环境交替的刺激下，物理性能受到了某些影响。
3.2化学性能
试验结果还表明，HTPB推进剂样品的出口性能、燃烧性能和热学性能等关键化学性能也受到了不同程度的影响，其中最明显的是燃烧性能下降，也正是由于这类性能的受损，使得固体火箭发动机的性能受到了影响。
3.3循环次数与试验结论
试验过程中，循环次数不断增加，出现了物理性能、化学性能的不同程度的加剧情况，HTPB推进剂的稳定性在循环次数增加的过程中逐渐下降。同时，通过对试验结果的分析研究，得出了如下结论：
（1）HTPB推进剂的物理性能、化学性能在高低温交替作用下均会受到影响。
（2）试验次数增加会加剧影响效果，HTPB推进剂对温度循环冲击的耐受性能存在一定的局限性。
（3）需要在设计和制造过程中充分考虑温度循环所带来的影响，提高其性能稳定性，降低停机检修时间，节约制造成本。
4.结论
通过对HTPB推进剂的温度循环冲击试验研究，可以发现温度循环会严重影响其物理和化学性能，循环次数越多，其影响会越明显。因此，在固体火箭发动机的设计中，需要充分考虑HTPB推进剂对温度循环的耐受性能问题，并采取相应的措施提高其性能稳定性，这样才能确保固体火箭发动机在高低温环境下的长时间稳定运行。