固体火箭发动机燃烧室药柱通用规范
1范围
本规范规定了固体火箭发动机燃烧室药柱(含衬层、限燃层，下同)设计、制造、性能、环境适应性、检验及交货准备等基本要求。
本规范适用于复合固体推进剂燃烧室药柱(以下简称药柱)的设计、制造、检验等。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包含勘误的内容)或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
GJB 770A—1997火药试验方法GJB 772A—1997炸药试验方法GJB 1026A—1999固体火箭发动机通用规范GJB 3387火箭发动机术语GJB 3731火箭发动机参数符号QJ 809复合固体推进剂热导率和比热容测定方法准稳态法QJ 917A—1997复合固体推进剂及衬层、绝热材料的密度测定方法QJ 1354—1988固体火箭发动机涂漆、外部标记及包装通用技术条件QJ 1393A—2004固体火箭发动机热力学计算方法和计算机程序QJ 1468复合固体推进剂初始热分解温度和爆燃温度试验方法QJ 1469复合固体推进剂及其他火炸药静电火花感度测试方法QJ 1490复合固体推进剂线膨胀系数测定方法QJ 1617复合固体推进剂玻璃化温度测定方法QJ 2038.1A-2004固体火箭发动机燃烧室界面粘接强度测试方法第1部分：矩形试件扯离法QJ 2038.2固体火箭发动机燃烧室界面粘接强度测试方法剪切法QJ 2609固体火箭发动机燃烧室高能X射线探伤方法QJ 2850—1996航天产品多余物预防和控制QJ 2913复合固体推进剂摩擦感度测定方法QJ 3039复合固体推进剂落锤撞击感度试验方法.
3要求
3.1总则
药柱的设计、制造、试验、验收及贮存应满足本规范和相应详细规范的规定，本规范的要求与详细规范不一致时，应以详细规范为准。
3.2尺寸
尺寸应符合以下规定：
a ) 药柱结构尺寸及偏差应符合详细规范的要求 ；
b ) 衬层 、 限燃层的厚度及偏差允许用等效的质量及偏差代替 。
3.3 质量
药柱的质量及偏差应符合详细规范的要求 。
3.4 设计
药柱设计应满足任务书规定的要求 ， 并应符合设计文件 、 有关标准和法规的规定 。
3.5 制造
3.5.1 材料
材料应符合以下要求 ：
a ) 推进剂 、 衬层 、 限燃层配制所用各组分的原材料牌号 、 规格 、 等级应符合详细规范的规定 ；
b ) 推进剂 、 衬层 、 限燃层配制所用各组分原材料需在使用有效期内 ， .同时带有符合指标要求的质量
证明文件 ；
c ) 使用前对推进剂 、 衬层 、 限燃层的各组分原材料应做质量检验 ， 各项技术指标均满足要求后方可
使用 。
3.5.2 推进剂原材料组批
为了减小药柱台份之间的性能差异， 原材料应进行组批或混批 。
3.5.3药柱制造
药柱制造应按相关设计文件 、 工艺文件等详细规范执行 。
3.5.4环境要求
药柱制造的环境温度 、 相对湿度应符合详细规范的要求 。
3.5.5 防护
3.5.5.1 药柱制造过程中（ 含工序转运 ） ， 应始终保持产品制造面的清洁 、 干燥 。 不允许制造面被污染 、附着水汽和其它多余物 。 产品的非制造面不允许残留推进剂 、 衬层 、 限燃层等多余物 。 多余物的控制按QJ 2850 — 1996 第 6 章的规定执行 。
3.5.5.2药柱制造过程中 （ 含工序转运 ） ， 不得损伤壳体内外表面 、 密封槽 、 密封面 、 定位面 、 螺纹 、销钉孔 、 卡环槽 ， 并应注意防尘 、 防雨 、 防潮 ， 避免壳体金属部位产生锈蚀 。
3.5.5.3产品在工序转移过程中 ， 当环境温度剧变 、 相对湿度剧增时 ， 应采取相应措施 。
3.6 性能
3.6.1 药柱
3.6.1.1 药条燃速 、 燃速系数 、 压强指数 、 温度敏感系数测试
药条的燃速 、 燃速系数 、 压强指数 、 温度敏感系数一般按表 1 规定的条件进行测定 。
表 1 药条测试项目及测试条件
| 测试条件 | 测试项目 | |||
| 燃速 | 温度敏感系数 | 压强指数 | 燃速系数 | |
| 温 度 ℃ | 20 | 40～50 | 20 | 20 |
| 压 强 M p a | 7 | 7 | 3～9 | 3～9 |
3.6.1.2 动态燃速 、 压强指数及燃速系数测试动态燃速 、 压强指数及燃速系数 ， 一般按以下条件测试 ：
a ) 温度 ： 20 , C ±2° C ；
b ) 压强 ： 动态燃速测试用标准发动机平均压强应与全尺寸发动机一致 ， 压强指数及燃速系数测试用
标准发动机平均压强按设计文件规定执行 。
3.6.1.3 比冲及特征速度测试
用标准试验发动机对比冲及特征速度进行试验测试 ， 试验测试结果符合详细规范的规定。
3.6.1.4密度测试
用方坯药测试常温下推进剂的密度 。
3.6.1.5 抗拉强度及伸长率测试
用方述药测试推进剂高 、 低 、 常温下最大抗拉强度最大伸长率及断裂伸长率 e fc 。
3.6.2 界面粘接性能测试
每组批或每台燃烧室药柱需对以下数据进行测试 ：
a ) 衬层 — — 推进剂界面的粘接扯离强度和抗剪强度 ；
b ) 限燃层一推进剂界面的粘接扯离强度 。
3.63 一次性提供的数据
要求一次性提供推进剂的以下数据 ：
a ) 玻璃化温度 7 ； ;
b ) 线膨胀系数 （ 温度范围 ： Tg K 〜 323.15 K ) ;
c ) 热导率 ；
d ) 比热容 ；
e ) 初始热分解温度 ；
f ) 机械感度(冲击 、 磨擦等) ；
g ) 静电火花感度 ；
h ) 燃烧温度 （ 热力计算值 ） ；
i ) 爆炸威力 （ TNT 当量级 ） ；
j ) 伸长率主曲线 \({\epsilon}_{m}-lg\frac{1}{{R}_{s}{\alpha}_{Ts}}\) ;
k)抗拉强度主曲线 \(lg{\sigma}_{m}\frac{{T}_{s}}{{T}_{t}}-lg\frac{1}{{R}_{s}{\alpha}_{Ts}}\)
l) 应力松弛模量主曲线 \(lg{E}_{r}\frac{{T}_{s}}{{T}_{t}}-lg\frac{t}{{\alpha}_{Ts}}\)。
3.7 质量
3.7.1 表面质量
药柱表面不得有裂纹及多余物 ， 其它表面质量应符合详细规范的要求 。
3 . 7.2 内部质量
药柱内部不允许存在裂纹缺陷 ， 气孔 、 夹杂等内部缺陷应符合详细规范要求 。
3.7.3 界面粘接质量
推进剂与衬层 、 推进剂与限燃层粘接界面一般不允许脱粘 。
3.8 环境适应性
3.8.1 硫化降温载荷
药柱制造过程应经受硫化降温载荷 。 硫化降温载荷条件按详细规范的规定 。
3.8.2 使用载荷
药柱应随发动机全部或部分经受温度 、 振动 、 冲击 、 轴向过载 、 横向过载 、 气动加热 、 湿热 、 淋雨 、盐雾 、 油雾 、 沙尘 、 霉菌、 静电 、 射频 、 雷击 、 核辐射 、 噪声等使用载荷的考验 。 使用载荷条件按型号规范的规定执行 。
3.8.3 运输载荷
药柱应单独或随发动机经受公路运输 、 铁路运输载荷 。 运输载荷条件按详细规范的规定 。
3.8.4 贮存载荷
药柱应经受贮存载荷 。 发动机总装前 ， 贮存载荷条件按燃烧室详细规范规定的贮存条件执行 ； 发动机总装后交付前 ， 贮存载荷条件按发动机详细规范规定的贮存条件执行 ； 发动机交付后 ， 贮存载荷按详细规范规定的贮存条件执行 。
3.9 安全性
根据药柱本身具 有易燃 易爆品的特点 ， 必须采取以下措施 ：
a ) 药柱制造 、 贮存场地及转运车辆严禁明火 ， 制造’ It 存场地应采取通风措施 ；
b ) 药柱制造 、 转运 、 贮存过程中 ， 应采取防静电措施 ；
c ) 产品起吊 、 停放 、 滚转和运输时的安全与防护按详细规范规定执行 。
4 质量保证规定
4.1 通则
除合同或协议另有规定外 ， 供方应负责完成本规范规定的所有检验 。 必要时 ， 订购方或上级鉴定机构有权对本规范所述的任一检验项目进行抽检 。所有产品必须符合本规范第 3 章和第 5 章的要求 。 本规范规定的检验应成为供方整个检验体系或质量
大纲的一个组成部分 。 若合同中包括本规范未规定的检验要求 ， 供方还应保证所提交验收的产品符合合同要求 。
4.2 检验分类
本规范规定的检验分类如下 ：
a ) 鉴定检验 ；
b ) 质量一致性检验 。
4.3 检验条件
检验条件按相应检验规范执行 。
4.4 鉴定检验
4.4.1 鉴定检验依据
鉴定检验依据按 GJB 1026 A — 1999 中 4.4 的规定 。
4.4.2 鉴定检验的项目及要求
鉴定检验的项目 、 顺序 、 要求及试样数量见表
| 序号 | 检验项目 | 鉴定 检验 |
质量一致性检验 | 要求章 条 号 |
检验方法 章条号 |
试样 数量 |
|
| A组检验 | B组检验 | ||||||
| 1 | 药条燃速 | ● | ● | – | 3.6.1.1 | 4.6.1a) | 按详细规范 的规定 |
| 2 | 药条燃速系数及压强指数 | ● | ● | – | 3.6.1.1 | 4.6.1a) | |
| 3 | 药条温度敏感系数 | ● | ● | – | 3.6.1.1 | 4.6.1a) | |
| 4 | 动态燃速 | ● | ● | – | 3.6.1.2 | 4.6.1b) | |
| 5 | 动态压强指数及燃速系数 | ● | ● | – | 3.6.1.2 | 4.6.1b) | |
| 6 | 比冲及特征速度 | ● | – | o | 3.6.1.3 | 4.6.1b) | |
| 7 | 密度 | ● | ● | – | 3.6.1.4 | 4.6.1c) | |
| 8 | 抗拉强度及伸长率 | ● | ● | – | 3.6.1.5 | 4.6.1d) | |
| 9 | 界面粘接性能 | ● | ● | – | 3.6.2 | 4.6.3 | |
| 10 | 一次性提供的数据 | ● | ● | – | 3.6.3 | 4.6.1 | |
| 11 | 表面质量 | ● | ● | – | 3.7.1 | 4.6.2.1 | |
| 12 | 内部质量 | ● | – | o | 3.7.2 | 4.6.2.2 | |
| 13 | 界面粘接质量 | ● | – | – | 3.7.3 | 4.6.2.3 | 100% |
| 14 | 尺寸 | ● | ● | – | 3.2 | 4.6.4 | |
| 15 | 质量 | ● | ● | – | 3.3 | 4.6.5 | |
| 注1:● — 必检项目；O— 订购方和承制方协商检验项目；- — 不检项目 | |||||||
4.4.3 鉴定检验评定
鉴定检验的评定按详细规范规定执行 。
4.4.4 抽样方案
4.4.4.1 方坯
方埋制备应符合以下规定 ：
a ) 方坯外形尺寸由承制方根据推进剂各项性能测试试样制备要求及数量自行确定 ；
b ) — 般采用逐锅取样的方式 ， 具体测试要求按详细规范规定执行 。
4.4 4.2 燃速药条试样及力学性能测试试样
燃速药条试样 、 抗拉强度及伸长率测试试样应包含由首锅浇注推进剂方赶制备试样 ， 取样方式按详细规范规定执行 。
4.4.4.3 标准试验发动机试样
动态燃速测试试样一般不少于 3 发 ， 压强指数及燃速系数测试试样一般不少于 5 发 ， 二者试样可以重叠 。 试样可从同锅制取 ， 也可逐锅制取 。
4.4.4.4 合格判据
按以下规定判定检验结果是否合格 ：
a ) 各项检验结果满足要求时 ， 则该产品检验合格 ：
b ) 对可修复项目 ， 检验结果不满足要求时 ， 可按照详细规范要求对 ‘ 产品进行修复 ， 并重新检验 ，
满足要求判定该产品检验合格 。
4.5 质量一致性检验
4.5.1 药柱通过鉴定检验后 ， 在批生产中应进行质量一致性检验 。
4.5.2 质量一致性检验的项目 、 分组及要求等按表 2 规定执行 。
4.5.3 抽样方案
按 4.4.4 的规定 。
4.5.4 合格判据按 4.4.5 的规定 。
4.6 检验方法
4.6.1 性能
性能按以下规定方法进行检验 ：
a ) 药条的燃速 r 、 燃速系数 a 、 压强指数 《 、 温度敏感系数和的试样制备 、 测试方法及数据处理按
GJB 770 A — 1997 中方法 706.1 或 706.2 的规定 ；
b ) 动态燃速 、 压强指数及燃速系数 、比冲与特征速度 ， 均采用标准试验发动机进行测试 ；
c ) 推进剂密度试样制备 、 测试方法及数据处理按 QJ 917 A —1997 的规定 ；
d ) 抗拉强度及伸长率试样制备 、 测试方法及数据处理按 GJB 770 A -1997 中方法 413.1 的规定 ；
e ) 伸长率主曲线及抗拉强度主曲线测试及数据处理方法按 GJB 770 A -1997 中方法 413.3 的规定 ；
f ) 应力松弛模量主曲线测试及数据处理方法按 GJB 770 A -1997 中方法 413.4 的规定 ；
g ) 衬层密度测定方法按 QJ 917 A —1997 的规定 ；
h ) 限燃层密度测定方法按 QJ 917 A -1997 的规定 ；
i ) 线膨胀系数 （ 温度范围 ： 7 ； K 〜 323.15 K ) 测定方法按 QJ 1490 的规定 ；
j ) 热导率测定方法按 QJ 809 的规定 ；
k ) 比热容测定方法按 QJ 809 的规定；
l) 初始热分解温度测定方法按 QJ1468 的规定 ；
m) 机械感度的摩擦感度测定方法按QJ 2913 的规定 ， 撞击感度测定方法按 QJ 3039 的规定 ；
n ) 静电火花感度测定方法按 QJ 1469的规定 ；
o ) 玻璃化温度测定方法按 QJ 1617 的规定 ；
P ) 燃烧温度计算方法按 QJ 1393 A -2004 的规定 ；
q ) 爆炸威力测定方法 ， 按 GJB 772 A —1997 中的方法 705.1 〜 705.4 的规定 。
4.6.2 质量
4.6.2.1 表面质量
用目视方法对待检产品表面质量进行检查 ， 检查时可借助放大镜或内窥镜等工具 。
4.6.2.2内部质量
采用射线探伤方式对药柱内部质量进行检查 ， 探伤方法按 QJ 2609 的规定 。
4.6.2.3 界面粘接质量
采用射线探伤方式对界面粘接质量进行检查 。 探伤方法按 QJ 2609 的规定 。
4.6.3界面粘接性能
扯离强度测试方法按 QJ 2038.1 A —2004 的规定 ； 剪切强度测试方法按 QJ 2038.2 的规定 。
4.6.4 尺寸采用精度符合相
关设计文件规定的量具对结构尺寸进行检验
4.6.5 质量
采用精度符合设计文件规定的衡器称量药柱的质量 。
5.交货准备
药柱交货准备按以下要求执行 ：
a ) 药柱制造 、 检验结束后 ， 如直接参加发动机装配 ， 工序转移过程要求按3.5.5.3的规定 ， 安全性
要求按 3.9 的规定 ；
b ) 药柱制造’ 检验结束后 ， 如需转人 C 存的 ， 其 C 存要求按 3.8.4 的规定 ；
c ) 交货时需要包装的药柱 ， 其防护 、 包装要求按 QJ 1354-1988 中第 6 章的规定 。
6 说明事项
6.1术语和定义GJB 3387 中确立的术语适用于本规范 。
6.2 符号
GJB 3731 中确立的参数符号以及下列参数符号适用于本规范 。
E r — 应力松弛模量 ， 单位为兆帕 （ MPa ) ;
R s — — 应变速率 ， 单位为每分 （ 1/ min ) ;
Tg一玻璃化温度 ， 单位为摄氏度 ( V ) ;
T s — — 参比温度 ， 单位为摄氏度 rc ) ;
Tt— — 试验温度 ， 单位为摄氏度 rc ) ;
t — — 松弛模量测试时间 ， 单位为秒 （ S) ;
σTs — ~抗拉强度与伸长率主曲线温度转换因子 • ，
σb— — 推进剂最大抗拉强度 ， 单位为兆帕 （ MPa ) :
εm — — 最大伸长率 ；
εb — — 断裂伸长率
