热能在电控固体推进剂(ECSP)电化学-热耦合过程中的主导作用机制研究

本文系统研究了电控固体推进剂(ECSP)在激光热激发与高压电激活两种模式下的点火燃烧特性，通过硼粉掺杂提升推进剂高温分解放热性能，发现0.44-2.20 W/mm2功率密度范围内电能主要转化为热能（占比达98.5%），揭示了热能在阳极表面聚集引发燃烧的支配性作用，为发展新型可控推进技术提供理论支撑。

　　

Highlight

电控固体推进剂(ECSP)通常通过电能输入实现点火调控。本研究通过改变推进剂含能组分构成及外部供能方式（激光点灼与高压电激活），系统探究了热能在ECSP点火燃烧中的关键作用。结合多种表征技术与观测手段，揭示了其内在作用机制。

Propellant characterization results

图5展示了ECSP-B0与ECSP-B4推进剂的截面微观形貌及元素分布。大部分聚乙烯醇(PVA)颗粒充分溶解于羟基硝酸铵(HAN)溶液并交联形成推进剂骨架结构，HAN溶液均匀包覆在PVA框架周围。表面可见部分未溶解的PVA颗粒。元素分析显示氧元素占比最高，达...

Conclusions

ECSP通常通过电能输入实现点火和调控。本研究通过改良推进剂含能组分及采用不同外部供能模式（激光点灼与高压电激活），系统研究了热能在ECSP点火燃烧特性中的影响。通过综合运用表征技术与观测方法，阐明了其内在作用机制：

1）硼粉添加显著提升推进剂高温分解放热性能，在2.20 W/mm²功率密度下电能-热能转化率高达98.5%

2）热能在阳极表面形成局部热点是引发燃烧的主导因素

3）火焰热反馈单独作用难以维持持续燃烧

该发现为发展下一代可控推进技术提供了重要理论依据。