N2O基单组元气体推进剂的爆炸事故分析.pdf

doi10． 3969／ j． issn． 1001- 8352． 2020． 01． 012 N2O 基单组元气体推进剂的爆炸事故分析 * 朱辛育 ① 李智鹏② 蒋榕培② 李玉艳① 徐 森①③ 刘大斌① ①南京理工大学化工学院（江苏南京，２１００９４） ②北京航天试验研究所（北京，１０００７４） ③国家民用爆破器材质量监督检验中心（江苏南京，２１００９４） ［摘 要］ 针对新型 N２Ｏ 基单组元气体推进剂在发动机试车过程中发生的爆炸事故，通过推进剂的基础安全特 性实验与管道阀门的结构分析，开展了事故原因分析。 气体推进剂点火能量的实验结果表明，临界点火能量在 ０． ２５ ～ ０． ５０ ｍＪ 之间。 在实验管道中的火焰传播速度能达到 ４１０ ｍ／ ｓ。 临界着火温度的实验结果显示，样品的最低 着火温度为１３５ ℃。 阀门的工作原理与结构分析结果显示，在阀门通电开启过程中，会对活塞上方 ４． ０６ ｍＬ 的气 体产生压缩作用。 根据绝热方程计算可知，气体在压缩过程中温度可升至１９３． ７ ℃。 对比实验与理论计算可以推 知，阀门启动过程中的压缩作用，可能是发生爆炸事故的根本原因。 ［关键词］ 氧化亚氮；气体推进剂；实验事故分析；电磁阀；绝热压缩 ［分类号］ Ｘ９３２ Explosion Accident Analysis of N2O- base Gas Monopropellant ＺＨＵ Ｘｉｎｙｕ ①， ＬＩ Ｚｈｉｐｅｎｇ②， ＪＩＡNＧ Ｒｏｎｇｐｅｉ②， ＬＩ Ｙｕｙａｎ①， ＸＵ Ｓｅｎ①③， ＬＩＵ Ｄａｂｉｎ① ① Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Nａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｊｉａｎｇｓｕ Nａｎｊｉｎｇ， ２１００９４） ② Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ （Ｂｅｉｊｉｎｇ， １０００７４） ③ Nａｔｉｏｎａｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ （Ｊｉａｎｇｓｕ Nａｎｊｉｎｇ， ２１００９４） ［ABSTRACT］ Ｒｏｏｔ ｃａｕｓｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｂａｓｉｃ ｓａｆｅｔｙ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｆ ｆｕｅｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｉｐｉｎｇ ｖａｌｖｅ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ａｃｃｉｄｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｗ N２Ｏ- ｂａｓｅ ｓｉｎｇｌｅ ｇａｓ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｄｕｒｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅ ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｒａｎｇｅ ｏｆ ０． ２５ ｍＪ ｔｏ ０． ５０ ｍＪ， ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｏｆ ｆｌａｍｅ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｉｐｅ ｃａｎ ｒｅａｃｈ ｔｏ ４１０ ｍ／ ｓ．Ｃｒｉｔｉｃａｌ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅ ｉｓ １３５ ℃． Ｖａｌｖｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎａｌ- ｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｆｉｅｄ ｏｐｅｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｌｖｅ ｗｉｌｌ ｉｍｐｏｓｅ ａ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｖｅｒ ｔｈｅ ４． ０６ ｍＬ ｇａｓ ａｂｏｖｅ ｔｈｅ ｐｉｓｔｏｎ． Ｔｈｅ ａｄｉａｂａｔｉｃ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｇａｓ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃａｎ ｂｅ ｕｐ ｔｏ １９３． ７ ℃ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｉｔ ｃａｎ ｂｅ ｉｎｆｅｒｒｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｖａｌｖｅ ｓｔａｒｔ- ｕｐ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍａｙ ｂｅ ｔｈｅ ｒｏｏｔ ｃａｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ａｃｃｉｄｅｎｔ． ［KEYWORDS］ ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ； ｇａｓ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ； ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｃｃｉｄｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ； ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｖａｌｖｅ； ａｄｉａｂａｔｉｃ ｃｏｍ- ｐｒｅｓｓｉｏｎ 引言 近年来，氧化亚氮 N２Ｏ 凭借安全、稳定、价格低 廉、高比冲等优良特性，作为双组元以及 N２Ｏ 基单 元复合推进剂的氧化剂具有很大优势，已成为国内 外学者的研究热点 ［１- ３］ 。 目前，国内外众多研究机构在N２Ｏ基复合推进 剂体系已展开深入研究 ［４- ７］ 。Ｗｈｉｔｍｏｒｅ等 ［８］ 发展了 一种通过使用熵及混合物中气相含量作为变量，对 N２Ｏ储箱向外排气的过程进行模拟的N２Ｏ自增压 工程模型。Ｚｈａｎｇ等 ［９- １１］ 研究了N２Ｏ- Ｃ２Ｈ２混合物的 第４９ 卷 第 １ 期 爆 破 器 材 Ｖｏｌ． ４９ Nｏ． １ ２０２０ 年 ２ 月 Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｆｅｂ． ２０２０ * 收稿日期２０１９- ０５- ２３ 基金项目国防科技创新特区项目 第一作者朱辛育（１９９５ - ），男，硕士研究生，主要从事气体推进剂的安全应用。 Ｅ- ｍａｉｌ９６９５１９９９１＠ｑｑ． ｃｏｍ 通信作者徐森（１９８１ - ），男，副教授，主要从事含能材料安全性研究。 Ｅ- ｍａｉｌｘｕｓｅｎ＠ｎｊｕｓｔ． ｅｄｕ． ｃｎ 万方数据 爆轰特性，还研究了 Ｃ２Ｈ２- N２Ｏ- Ａｒ 混合物起爆的临 界管径和临界能量，以及 Ｈ２- N２Ｏ- Ａｒ 混合物在球形 容器中引起爆轰的临界能量。 Ｖｅｎｋａｔｅｓｈ 等 ［１２］ 对 Ｃ２Ｈ４- N２Ｏ 混合物的 ＤＤＴ（燃烧转爆轰）过程进行了 详细的研究，并将压力传感器测得的压力与 ＣＪ 理论 值进行了对比。 Ｍｅｒｒｉｌｌ 等 ［１３］ 对美国发生的 N２Ｏ 推 进剂的爆炸事故进行了分析发现，N２Ｏ 可以像增塑 剂一样溶解在有机材料中，通过管道返回到储罐中， 意外的冲击或摩擦造成 N２Ｏ 与燃料的混合物发生 局部绝热压缩，形成热点，使混合物发生快速化学反 应而发生燃烧，进而形成爆轰，并对点火源与储罐阈 值调整提出了建议。 Ｍｏｖｉｌｅａｎｕ 等 ［１４］ 进行了 ６０％N２ 稀释当量比 N２Ｏ- Ｃ２Ｈ４的爆炸实验，研究了气体推 进剂的最大爆炸压力和压力上升速率。 Ｍ ｖｅｌ 等 ［１５］ 测量了空气稀释条件下在球形弹体中 Ｈ２- N２Ｏ 的火 焰速度，并进行了化学动力学模拟。 曾祥敏等 ［１６］ 研 究了 N２Ｏ- Ｃ２Ｈ４- ＣＯ２预混气体在内含螺旋加速环的 有机玻璃管道中的火焰传播及爆炸特性。 李智鹏 等 ［１７- １８］ 对 N２Ｏ- Ｃ２Ｈ４体系层流的火焰传播速度、最 大火焰温度和燃烧质量流率进行了理论计算，并对 设计的球形火焰燃烧器进行了数值测量。 N２Ｏ 虽然具有优良的稳定性，但是作为高能氧 化剂在进行发动机点火实验时极易发生回火事故， 从而引发储罐中高密度的压缩单组元燃料着火，甚 至引发严重的爆炸事故。 针对项目组前期研究过程 中 N２Ｏ 基气体推进剂在管道阀门开启时发生的爆 炸事故，分别从气体推进剂的基础安全特性以及管 道阀门的工作原理方面，开展相关的实验与数据分 析研究，探索爆炸事故的原因。 1 N2O 基气体推进剂点火实验爆炸 事故 为进行 N２Ｏ 基单元气体推进剂发动机试车，设 计搭建了 N２Ｏ 基预混气体（N２Ｏ- Ｃ２Ｈ２）的点火试验 系统。 试验系统见图１，主要由以下几个部分构成 配气系统、燃料储罐和燃料管道、电磁阀。 实验开始 前，将各组分燃料充到燃料罐体中，配置成单元气体 推进剂样品。 达到设定的压力后，开启电磁阀，准备 试车。 在开启电磁阀的瞬间发生了爆炸，且殉爆了 整个储罐，但是此时，发动机喷口处的点火装置尚未 动作。 因此，初步判断这起爆炸事故原因与阀门的 开启动作相关。 针对该爆炸事故，按照以下方案开展事故分析 １） 单组元燃料的安全特性（点火能量、初始反 应温度、火焰传播特性）研究； ２） 防爆电磁阀的工作原理分析。 2 单组元气体推进剂的安全特性实验 2． 1 推进剂的火焰传播特性及最小点火能量测定 采用自主搭建的点火能量测试系统，测量样品 的最小点火能，利用高速录像观测样品在 １． ４ ｍ 长 有机玻璃管（∅５０ ｍｍ）中的反应特性，计算得到样 品的火焰传播速度，具体的实验装置见图２。 2． 2 气体推进剂初始反应温度的测定 采用高性能绝热量热仪（Ｐｈｉ- ＴＥＣ ＩＩ）追踪物料 热分解过程，仪器设备如图３ 所示。 １ - 流量计；２ - 真空泵；３ - 温度传感器；４ - 压力传感器；５ - 电磁阀；６ - 发动机； ７ - 温度数据采集仪；８ - 压力数据采集仪；９ - 罐体；１０ - 冷肼。 图１ 发动机防回火实验系统图 Ｆｉｇ． １ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅ ａｎｔｉ ｂａｃｋｆｉｒｅ ｔｅｓｔ １６ ２０１９ 年１２ 月 N２Ｏ 基单组元气体推进剂的爆炸事故分析 朱辛育，等 万方数据 图２ 气体推进剂最小点火能量及火焰 传播测定原理图 Ｆｉｇ． ２ Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｍｉｎｉｍｕｍ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｆｌａｍｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ 图 ３ 高能绝热量热仪 Ｆｉｇ． ３ Ｈｉｇｈ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｄｉａｂａｔｉｃ ｃａｌｏｒｉｍｅｔｅｒ 2． 3 实验结果与分析 2． 3． 1 气体推进剂临界点火能量的测定结果 从表１ 中可以看出，点火能量为 ０． ２５ ｍＪ 时，对 预混气体进行 １０ 次点火均未点燃；在点火能量为 ０． ５０ ｍＪ 时，气体推进剂被一次点燃成功。 可以得 出，气体推进剂的点火能量在０． ２５ ～ ０． ５０ ｍＪ 之间。 表１ 临界点火能量实验结果 Ｔａｂ． １ Ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ 点火能量／ ｍＪ点火次数成功试验次数 ０�． ２５１０Ｚ０Ｚ ０�． ５０１D１Ｚ 2． 3． 2 气体推进剂火焰传播特性分析 图４为高速摄像机拍摄的气体推进剂火焰传播 过程。根据拍摄得到的火焰传播的图片，量出图４ 图 ４ 气体推进剂火焰传播图 Ｆｉｇ． ４ Ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｆｌａｍｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ 中标尺的像素长度与标尺的实际长度进行换算，进 而推算出火焰的实际长度。 图 ４ 中，样品点火后的开始阶段，火焰前端形状 不规则，可能是气体受热不均匀导致的。 待火焰燃 烧稳定以后，前端呈指尖状向前传播至整个管道，火 焰前端和主体火焰颜色差异不明显，泄放口处火焰 开始呈紫色，后由紫色逐渐变为红棕色。 泄放口出 现明显的晶格状火焰，泄放口上端火焰呈蘑菇云状， 后逐渐减小至消失；随后管道中火焰也逐渐减小至 消失。 根据高速录像的测试结果，计算得到气体推 进剂的火焰传播长度见图 ５，进而推知的火焰传播 速度见图６。 图 ５ 气体推进剂火焰传播长度曲线 Ｆｉｇ． ５ Ｆｌａｍｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｌｅｎｇｔｈ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ 图 ６ 气体推进剂火焰传播速度曲线 Ｆｉｇ． ６ Ｆｌａｍｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ 从图６ 可以看出，推进剂配方从点火到传播至 管顶的时间为 ７． ２５ ｍｓ，火焰传播过程中加速状态 稍有波动，１、２、３、４、５、６、７ ｍｓ 末火焰速度分别为 ４０、１００、１２５、１７０、２６０、３００、３７０ ｍ／ ｓ，７． ２５ ｍｓ 末火焰 加速至４１０ ｍ／ ｓ。 2． 3． 3 气体推进剂的初始反应温度的测定结果 N２Ｏ- Ｃ２Ｈ４混合气体的初始反应温度测试结果 如图７ 所示。 ２６ 爆 破 器 材 第 ４９ 卷第 １ 期 万方数据 图７ 气体推进剂初始反应温度与压力 Ｆｉｇ． ７ Ｉｎｉｔｉａｌ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｅｓｔ ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｓ ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ 从图７ 中可以看出，环境温度达到１３５ ℃后，样 品出现明显的放热，表明单组元燃料在该环境温度 下会发生放热反应。 3 电磁阀的工作原理与分析计算 3． 1 工作原理 爆炸事故采用的电磁阀型号为 ＺＣＦ５１- １０Ｂ- １０ 防爆电磁阀。 采用的防爆电磁阀原理图见图 ８。 电 磁阀内部尺寸见图９。 通过对电磁阀的工作原理、结构图和阀门解剖， 可以发现１）为了保证阀门在关闭时的密封性，在 阀门进样口与活塞上方配置有一根压力平衡管。 这 也会导致阀门闭合时，会有高压气体推进剂进入活 塞上方，经过测量，活塞上面的空间约为 ４． ０６ ｍＬ； ２）由于阀门通电开启的动作时间极短，在阀塞快速 上提的过程中，会对活塞与阀芯之间的气体推进剂 产生快速的绝热压缩作用。 3． 2 分析计算 根据热力学第一定律和理想气体状态方程 导出的理想气体绝热方程来推算电磁阀闭合时被压 （ａ）电磁阀闭合 （ｂ）电磁阀打开 １ - 压力平衡管；２ - 线圈；３ - 磁性阀芯；４ - 阀盖； ５ - 弹簧；６ - 阀体；７ - 阀塞；８ - 密封圈。 图８ 电磁阀工作原理图 Ｆｉｇ． ８ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｄｉａｇｒａｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｅｎｏｉｄ ｖａｌｖｅ （ａ）电磁阀闭合 （ｂ）电磁阀打开 图９ 电磁阀内部尺寸（单位ｍｍ） Ｆｉｇ． ９ Ｉｎｎｅｒ ｓｉｚｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｏｌｅｎｏｉｄ ｖａｌｖｅ（ｕｎｉｔｍｍ） 缩的部分气体推进剂的大致升温 T１ T２ ＝ V１ V２ k - １ 。（１） 式中T１为阀内的初始温度；T２是阀内气体经绝热 压缩后上升到的最终温度；V１是电磁阀闭合之前阀 塞与阀芯之间空腔的气体体积；V２为电磁阀闭合之 后空腔的气体体积；k 是混合气体的绝热指数。 k ＝ Cp Cv。 （２） 式中Cp为混合气体在 １． ５ ＭＰａ、２９８ Ｋ 状态下的定 压热容；Cv为混合气体的定容热容。 混合气体的定 压、定容比热容可通过各气体组分的质量比 gi和每 种气体的比热容 Ci计算得到 C ＝ ∑ n i ＝ １giCi。 （３） 电磁阀开启或关闭过程中压缩空间的尺寸变化 如表２ 所示。 表２ 临界点火能量实验结果 Ｔａｂ． ２ Ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ V１／ ｍｍ ３适 V２／ ｍｍ ３m Cp／ （Ｊ ｋｇ - １ ℃- １） Cv／ （Ｊ ｋｇ - １ ℃- １） ４ ０６４�． ２１ ０００[． ２１８． ７３５１７． ３１５ 计算可知，在阀门开启过程中，活塞上方受到压 缩的气体，绝热升温可达到１９３． ７ ℃，远高于单组元 气体推进剂的临界着火温度。 4 结论 １） N２Ｏ 基单组元气体推进剂的最小点火能量 为０． ２５ ～ ０． ５０ ｍＪ；初始反应温度在１３５ ℃左右。 在 １． ４ ｍ 长、管径为５０ ｍｍ 的管道中，最大火焰传播速 度为４１０ ｍ／ ｓ。 ３６ ２０１９ 年１２ 月 N２Ｏ 基单组元气体推进剂的爆炸事故分析 朱辛育，等 万方数据 ２） 通过对电磁阀的分析与计算可以得出阀门 开启过程，会对活塞上方的气体推进剂产生快速的 压缩作用，绝热升温可达到１９３． ７ ℃，比气体推进剂 的最低着火温度高５８． ７ ℃，这可能是气体推进剂爆 炸事故的根本原因。 ３） 对于单组元气体或液体推进剂，应慎重选择 管道输送设备，避免对输送介质产生快速压缩作用。 参 考 文 献 ［１］ 朱成财， 韩伟， 于忻立， 等．氧化亚氮基单元复合推 进剂技术研究述评［Ｊ］．火箭推进，２０１６，４２（２）７９- ８５． ＺＨＵ Ｃ Ｃ，ＨＡN Ｗ，ＹＵ Ｘ Ｌ，ｅｔ ａｌ．Ｒｅｖｉｅｗ ｏｆ ｎｉｔｒｏｕｓ- ｏｘｉｄｅ- ｂａｓｅｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍｏｎｏｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ［Ｊ］． Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋｅｔ Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ，２０１６，４２（２）７９- ８５． ［２］ 邓德涛， 沈赤兵， 李清廉．氧化亚氮火箭发动机试验 研究进展［Ｃ］ ／ ／ 航空宇航与控制科学分论坛论文集． 湖南省研究生创新论坛． 长沙，２００９３０７- ３１２． ＤＥNＧ Ｄ Ｔ， ＳＨＥN Ｃ Ｂ， ＬＩ Ｑ Ｌ， ｅｔ ａｌ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ ｅｘ- ｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｎ ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ ｒｏｃｋｅｔ ｅｎｇｉｎｅ ［Ｃ］ ／ ／ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ａｅｒｏｓｐａｃｅ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＢＢＳ．Ｐｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ＢＢＳ ｉｎ Ｈｕ ｎａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ． Ｃｈａｎｇｓｈａ， ２００９３０７- ３１２． ［３］ 张春燕， 陶刚， 涂善东， 等．低压氢气- 空气混合物爆 炸试验研究及数值模拟［Ｊ］．中国安全科学学报， ２０１８， ２８（２） ８７- ９２． ＺＨＡNＧ Ｃ Ｙ， ＴＡＯ Ｇ， ＴＵ Ｓ Ｄ， ｅｔ ａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｗ- ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ- ａｉｒ ｍｉｘｔｕｒｅ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ［Ｊ］．Ｃｈｉｎａ Ｓａｆｅｔｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｊｏｕｒｎａｌ， ２０１８， ２８（２） ８７- ９２． ［４］ ＷＥＲＬＩNＧ Ｌ， ＰＥＲＡＫＩＳ N， ＨＯＣＨＨＥＩＭＥＲ Ｂ， ｅｔ ａｌ． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ａ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｏｒ ｕｎｉｔ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａ ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ／ ｅｔｈｅｎｅ ｐｒｅｍｉｘｅｄ ｇｒｅｅｎ ｂｉｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ［Ｃ］ ／ ／ ５ｔｈ ＣＥＡＳ Ａｉｒ ＆ Ｓｐａｃｅ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ｄｅｌｆｔ， Nｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ，２０１５． ［５］ ＷＥＲＬＩNＧ Ｌ， ＧＥＲNＯＴＨ Ａ， ＳＣＨＬＥＣＨＴＲＩＥＭ Ｓ．Ｉｎ- ｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｇｎｉｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ａ ｎｉ- ｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ／ ｅｔｈｅｎｅ ｆｕｅｌ ｂｌｅｎｄ ［ Ｃ］ ／ ／ Ｓｐａｃｅ Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ｃｏｌｏｇｎｅ， Ｇｅｒｍａｎｙ， ２０１４． ［６］ ＴＡＹＬＯＲ Ｒ．Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｎｉ- ｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ ｆｕｅｌ ｂｌｅｎｄｓ （NＯＦＢＸ） ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ ｆｏｒ ｍａｎｎｅｄ ａｎｄ ｕｎｍａｎｎｅｄ ｓｐａｃｅｆｌｉｇｈｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｃ］ ／ ／ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ‘Ａ Ｓａｆｅｒ Ｓｐａｃｅ ｆｏｒ Ｓａｆｅｒ Ｗｏｒｌｄ’． Ｖｅｒ- ｓａｉｌｌｅｓ， Ｆｒａｎｃｅ， ２０１２． ［７］ 刘肖， 姜小存， 唐涛， 等．国外一氧化二氮推进剂的 应用研究［Ｊ］．飞航导弹， ２０１３（６） ７４- ７８． ［８］ ＷＨＩＴＭＯＲＥ Ａ， ＣＨＡNＤＬＥＲ Ｓ N．Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｓｅｌｆ- ｐｒｅｓｓｕｒｉｚｉｎｇ ｓａｔｕｒａｔｅｄ- N２Ｏ- ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔ ｆｅｅｄ ｓｙｓ- ｔｅｍｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ ＆ Ｐｏｗｅｒ， ２０１０， ２６（４） ７０６- ７１４． ［９］ ＺＨＡNＧ Ｂ， NＧ Ｈ Ｄ， Ｍ ＶＥＬ Ｒ， ｅｔ ａｌ．Ｃｒｉｔｉｃａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｆｏｒ ｄｉｒｅｃｔ ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｄｅｔｏｎａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｈ２／ N２Ｏ／ Ａｒ ｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｅｎｅｒ- ｇｙ， ２０１１， ３６（９）５７０７- ５７１６． ［１０］ ＺＨＡNＧ Ｂ， NＧ Ｈ Ｄ， ＬＥＥ Ｊ Ｈ Ｓ．Ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｔｕｂｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ ａｎｄ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｆｏｒ ｄｉｒｅｃｔ ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｅｔｏ- ｎａｔｉｏｎ ｉｎ Ｃ２Ｈ２／ N２Ｏ／ Ａｒ ｍｉｘｔｕｒｅｓ［Ｊ］．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ＆ Ｆｌａｍｅ， ２０１２， １５９（９）２９４４- ２９５３． ［１１］ ＺＨＡNＧ Ｂ， ＬＩＵ Ｈ， ＷＡNＧ Ｃ．Ｄｅｔｏｎａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｂｅ- ｈａｖｉｏｒ ａｎｄ ｓｃａｌｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｅｔｈｙｌｅｎｅ- ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ ｍｉｘｔｕｒｅ［Ｊ］．Ａｐｐｌｉｅｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， ２０１７， １２７ ６７１- ６７８． ［１２］ ＶＥNＫＡＴＥＳＨ Ｐ Ｂ， Ｄ＇ＥNＴＲＥＭＯNＴ Ｊ， ＭＥＹＥＲ Ｓ Ｅ， ｅｔ ａｌ．Ｈｉｇｈ- ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｆｌａｇｒａｔｉｏｎ- ｔｏ- ｄｅｔｏ- ｎａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｉｎ ｅｔｈｙｌｅｎｅ／ ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅｍｉｘｔｕｒｅｓ ［Ｃ］ ／ ／ ８ｔｈ Ｕ． Ｓ．Nａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｍｅｅｔｉｎｇ．Ｐａｒｋ Ｃｉｔｙ， Ｕｔａｈ， ＵＳＡ， ２０１３． ［１３］ ＭＥＲＲＩＬＬ Ｃ．Nｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ ｅｘｐｌｏｓｉｖｅ ｈａｚａｒｄｓ ＡＦＲＬ- ＲＺ- ＥＤ- ＴＰ- ２００８- １８４［Ｒ］． Ｅｄｗａｒｄｓ ＡＦＢ，ＣＡ，ＵＳＡＡｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ， ２００８． ［１４］ ＭＯＶＩＬＥＡNＵ Ｃ， ＲＡＺＵＳ Ｄ ， ＭＩＴＵ Ｍ ，ｅｔ ａｌ．Ｅｘｐｌｏ- ｓｉｏｎ ｏｆ Ｃ２Ｈ４- N２Ｏ- N２ｉｎ ｅｌｏｎｇａｔｅｄ ｃｌｏｓｅｄ ｖｅｓｓｅｌｓ ［Ｃ］ ／ ／ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｍｅｅｔｉｎｇ ２０１５． Ｂｕｄａｐｅｓｔ， ＨｕｎｇａｒｙＥＬＴＥ，２０１５． ［１５］ Ｍ ＶＥＬ Ｒ， ＤＡＶＩＡＥNＫＯ Ｄ， ＬＡＦＯＳＳＥ Ｆ， ｅｔ ａｌ． Ｄｅｔｏ- ｎａｔｉｏｎ ｉｎ ｈｙｄｒｏｇｅｎ- ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ- ｄｉｌｕｅｎｔ ｍｉｘｔｕｒｅｓ ａｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｔｕｄｙ［Ｊ］．Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ＆ Ｆｌａｍｅ， ２０１５，１６２（５）１６３８- １６４９． ［１６］ 曾祥敏， 张玉刚， 蒋榕培， 等．N２Ｏ／ Ｃ２Ｈ４／ ＣＯ２预混 气体火焰传播及爆炸特性的试验研究［Ｊ］．火炸药学 报， ２０１８， ４１（５） ５０１- ５０５． ＺＥNＧ Ｘ Ｍ， ＺＨＡNＧ Ｙ Ｇ， ＪＩＡNＧ Ｒ Ｐ， ｅｔ ａｌ．Ｅｘｐｅｒｉ- ｍｅｎｔａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｌａｍｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｐｒｅｍｉｘｅｄ ｇａｓｅｓ N２Ｏ／ Ｃ２Ｈ４／ ＣＯ２［Ｊ］．Ｃｈｉ- ｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｓ ＆ Ｐｒｏｐｅｌｌａｎｔｓ， ２０１８， ４１ （５） ５０１- ５０５． ［１７］ 李智鹏， 蒋榕培， 王亚军， 等．氧化亚氮基绿色单组 元推进剂火焰传播速度研究［Ｃ］ ／ ／ 中国航天第三专 业信息网第三十七届技术交流会暨第一届空天动力 联合会议． 西安，２０１６． ［１８］ 李智鹏，孙海云，蒋榕培，等． 乙烯- 氧化亚氮层流预混 燃烧过程研究［Ｊ］． 火箭推进，２０１８，４４（５）３７- ４２． ＬＩ Ｚ Ｐ， ＳＵN Ｈ Ｙ， ＪＩＡNＧ Ｒ Ｐ， ｅｔ ａｌ． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｐｒｅｍｉｘｅｄ ｌａｍｉｎａｒ ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｅｔｈｙｌｅｎｅ／ ｎｉｔｒｏｕｓ ｏｘｉｄｅ ｍｉｘｔｕｒｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｒｏｃｋｅｔ Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ， ２０１８， ４４（５）３７- ４２． ４６ 爆 破 器 材 第 ４９ 卷第 １ 期 万方数据