硼基纳米高能燃料的制备与燃烧性能(3)
冲压发动机必须有助推器把它推到接力速度，助推器通常采用固体火箭发动机。
固体火箭冲压组合发动机是一种将火箭和空气冲压发动机有机地结合在一起的新型
推进系统，发动机装药的燃烧是以二次补燃的形式使推进剂能量充分发挥。其工作原
理是：在外界能量激发下固体富燃料推进剂在燃气发生器内点火、燃烧，产生大量凝
相微粒和气体组成的富燃燃烧产物(这一过程称为一次燃烧)，富燃气体经过一次喷管
进入补燃室中，与进气道引入的冲压空气混合后再燃烧，形成二次燃气，燃气经过喷
管膨胀产生推力。
固体冲压发动机的卓越性能是以贫氧推进剂的高能量特性为基础的,贫氧推进剂
因能够利用空气中的氧气，增加富燃燃料的含量、减少氧化剂的比重而具有更高的有
效载荷，同时又减轻了发动机的质量，不仅经济而且大大提高了发动机的比冲、延长
了导弹的射程[3]
。因此，对贫氧富燃推进剂的研究成为改善和提高固体火箭冲压发动
机推进系统的关键任务。
贫氧推进剂主要可以分为两大类：贫氧复合推进剂和贫氧烟火推进剂。目前，用
于固体火箭冲压发动机的常规贫氧复合推进剂主要有三类：碳氢贫氧推进剂、镁铝贫
氧推进剂和含硼贫氧推进剂，其性能如表 1.1.1所示。
表1.1.1 3种常规贫氧复合推进剂的性能
序号 推进剂种类 热值/MJ· kg-1
密度/g· cm-3
理论空气量 比冲/s-1
1 碳氢贫氧推进剂 ≈33 ≈1.06 -- ≈1000
2 镁铝贫氧推进剂 20~23 1.6~1.7 3~6 600~700
3 含硼贫氧推进剂 29~36 1.65~1.7 7~10 900~1100
结合表 1.1.1可以看出，镁铝贫氧推进剂虽然具有价格低、能量高、点火性能好、
空气余气系数范围宽的优点，但是需要解决可燃性极限、低压下燃烧稳定性、燃速、
燃气发生器中固体残渣、排气烟雾等技术难题。碳氢贫氧推进剂具有燃烧热高、产物
烟雾少、信号特征低的优点，但是需要解决燃烧温度低、二次点火困难和燃速密度低
等问题。硼贫氧推进剂具有高的燃烧热和高密度的优点，但点火困难是含硼推进剂需
要解决的主要问题[4]。
贫氧烟火推进剂是在烟火剂的基础上发展起来的一种贫氧推进剂。作为一种非均
质的贫氧推进剂，它与以上 3种常规的贫氧复合推进剂相比，表现出许多优点：负氧
差大、配方可调性大、燃温高、压药成形、在较短的补燃室内和较低的压力下易于二
次燃烧，特别是将之用作固体火箭冲压发动机燃料不仅经济性好，而且能大大提高比冲。