微量混合酯推进剂燃烧动力学解析：点火策略与堆叠构型对燃烧性能的调控机制

本文系统研究了微量混合酯推进剂在不同点火方式（激光/点火器/电点火）和堆叠构型（立方/表面/线性）下的燃烧特性，通过光谱分析揭示了CHO、CO、N2、C2等自由基的发射规律，证实堆叠密度通过影响氧化剂扩散显著改变近红外光谱信号。研究发现激光点火可获得最高峰值温度（21.69MPa@773ms），为军工航天领域推进剂安全设计和性能优化提供重要依据。

　　

Highlight

本研究通过全光谱分析技术，首次将检测范围扩展至中远红外波段（>1100nm），成功捕获H₂O和CO₂等关键产物的特征信号，填补了传统紫外-可见光谱（200-1100nm）在含能材料燃烧诊断中的空白。

Experimental setup and condition

实验设计分为密闭与开放环境两组，模拟弹药系统（enclosed）和应急场景（open）的实际工况。测试系统集成激光点火（laser ignition）、高速摄影和光谱采集模块，可同步记录压力-时间曲线（p-t curve）和光谱发射强度。

Static combustion characteristics in an enclosed environment

密闭环境下获得典型的p-t曲线显示：点火压力在773ms达到峰值21.69MPa，随后出现压力平台现象。当压力降至17.58MPa时，反应产物的正反馈效应促使二次压力爬升，该现象与Dokhan报道的含铝推进剂双峰燃烧特性形成有趣对比。

Conclusion

研究揭示混合酯推进剂的燃烧呈现四阶段特征：启燃-发展-剧烈燃烧-衰减。特别值得注意的是，堆叠构型虽改变燃烧效率（combustion efficiency），但未影响CHO和C₂等自由基的生成路径，这为推进剂微观设计提供了重要边界条件。