HWAHAK KONGHAK, Vol.22, No.2, 83-90, April, 1984
혼합형 고체 추진제의 연소 속도에 관한 연구
A Study on the Burning Rate of Composite Solid Propellant
초록
혼합형 고체 추진제의 연소 속도를 이론적으로 계산함에 있어서 불꽃을 형성하고 있는 기체의 비열, 열전도도와 점도 등은 추진제의 조성과 불꽃의 종류에 따라 각각 다르다고 보았으며, 확산 불꽃의 거리는 ammonium perchlorate（AP） 입자와 binder간의 거리에만 비례한다고 가정하였다. 또한 aluminium(Al)이 있는 추진제에서는 Al이 점화되기 전까지 열수체 역할을 한다고 가정함으로써 에너지 수지식에서 필요한 불꽃의 온도를 보정하여 사용하였다.
본 실험에서 binder는 carboxyl terminated polybutadiene 또는 hydroxyl terminated polybutadiene을, 산화제는 AP를, 그리고 금속 연료로서는 Al을 사용하여 추진제를 제조하였으며 이들 추진제의 연소 속도를 실험 측정하여 이론치와 비교 고찰하였다.
Bimodal AP 추진제에서 입자가 큰 AP의 함량이 증가할수록 연소 속도의 감소 폭이 작아지는 것으로 나타났으며, AP의 함량이 62∼70 % 범위인 추진제에서는 AP의 함량이 감소할수록 pressure exponent의 값이 증가하였다.
본 실험에서 binder는 carboxyl terminated polybutadiene 또는 hydroxyl terminated polybutadiene을, 산화제는 AP를, 그리고 금속 연료로서는 Al을 사용하여 추진제를 제조하였으며 이들 추진제의 연소 속도를 실험 측정하여 이론치와 비교 고찰하였다.
Bimodal AP 추진제에서 입자가 큰 AP의 함량이 증가할수록 연소 속도의 감소 폭이 작아지는 것으로 나타났으며, AP의 함량이 62∼70 % 범위인 추진제에서는 AP의 함량이 감소할수록 pressure exponent의 값이 증가하였다.
This study was carried out to predict the burning rate of composite solid propellant through the burning mechanism. In this investigation, specific heat, thermal conductivity and viscosity of flame gas mixture were treated as dependent variables of propellant compositions and flames. The diffusion flame height was assumed to be proportional to the only distance between ammonium perchlorate（AP） particle and binder. For the aluminized propellant, aluminium(Al) was assumed to act as heat sink until the ignition of Al, thereby flame temperatures were corrected in energy balance.
The burning rates of the propellants that were prepared with carboxyl or hydroxyl terminated polybutadiene as a binder, AP as an oxidizer and Al as a metal fuel, were measured by strand burner method.
In a bimodal AP composite propellant, the decreasing gap of the burning rate became smaller as the amount of coarse AP was increased. When the amount of AP contained from 62 % to 70 % in the propellent, the pressure exponent was suddenly increased as AP content was decreased.
The burning rates of the propellants that were prepared with carboxyl or hydroxyl terminated polybutadiene as a binder, AP as an oxidizer and Al as a metal fuel, were measured by strand burner method.
In a bimodal AP composite propellant, the decreasing gap of the burning rate became smaller as the amount of coarse AP was increased. When the amount of AP contained from 62 % to 70 % in the propellent, the pressure exponent was suddenly increased as AP content was decreased.