[科普中国]-低特征信号推进剂

简介

随着导弹武器的不断发展，为了减少导弹武器系统可探测性特征信号，达到隐身的目的，要求战略、战术导弹发动机减弱其可见、红外、紫外和雷达等特征信号，因而提出了低特征信号推进剂的概念，包括三个方面的内容：排气减少可见或可探测性烟雾；减弱红外、紫外、可见光和电磁波特征信号；减少排气羽流对制导导弹的无线电、红外、紫外、激光等信号的干扰和衰减，对制导信号应是透明的。2

研制历程为了提高导弹的精确制导能力和隐蔽性能，研制具有地特征信号的新型固体推进剂是目前固体推进剂的重要发展方向之一。国外从20世纪60年代就开始逐步开发少烟推进剂。法国火炸药公司在1966年之前就已对发动机排气羽流与高频雷达波的透明性进行了研究，1968年英国也开始了这项研究。美国非常重视现代少烟推进剂的研制，赫克力斯公司从20世纪70年代开始进行现代少烟推进剂技术的立项、研制和应用，研制的微烟推进剂已达到能消除原有烟雾60%~90%的水平（特别是可见烟、红外光）。法国国家宇航工业公司战术导弹分部的专家提出了战术导弹须全部采用抑制烟雾的固体推进剂的要求。随着固体推进剂无烟化的发展，为了减弱导弹系统可探测性特征信号，达到隐身目的，美国军队正努力减弱战术导弹发动机的可见光、红外光、紫外光和雷达特征信号，提出了低特征信号推进剂的概念。2

国外战术导弹用低特征信号固体推进剂的技术开发经历了一下3个阶段：

第一阶段：利用原有的普通双基推进剂，将NC/NG/硝胺（或AN）型CMDB推进剂作为第一代微烟改性双基推进剂；利用原有的HTPB（或PU）复合推进剂，降低铝粉含量，使之成为低铝复合推进剂，再进一步用硝胺部分或全部取代复合推进剂中的AP，形成少烟复合推进剂或第一代微烟复合推进剂。这一阶段推进剂的能量水平一般在1961~2255 N·s/kg。

第二阶段：20世纪70年代中期，第二代双基微烟推进剂研制成功，它们由NC/NG/PGA/硝胺（或AN）组成，即所谓的CDB推进剂。20世纪80年代，随着NEPE和FEFO/PEG型高能推进剂技术取得的突破性发展，出现了第二代微烟复合推进剂，其组成特点是聚醚或PE与大剂量硝酸酯相配合形成粘合剂系统，硝胺（或AN）作为固体填料。这一阶段推进剂的能量水平在2255~2353N·s/kg。

第三阶段：20世纪90年代，随着对低特征信号推进剂要求的不断提高，已经HEDM的发展，出现了第三代高能了、低特征信号及钝感的复合固体推进剂，其特点是以HEDM（GAP、CL - 20、ADN等）为主要原料，并具有高能了、低特征信号及钝感特征。

美国在《1991年国防部关键技术规划》中，制定了发展钝感、低特征信号推进剂的长远规划，系统地规划了1991-2005年的目标、效益和预计进度表，以及为保证实现这些目标的原则措施和经费。1997年的《国防技术领域计划》明确提出了低特征信号推进剂研制的近、中、远期目标规划。2

近期：比冲为2254N·s/kg，NEPE/PSAN非爆轰推进剂研究；

中期：比冲为2352N·s/kg，危险等级为1.3级的EMCDB；NEPE/AN/RDX；GAP/AN/RDX；

远期：比冲大于2450N·s/kg，危险等级为1.3级新含能聚合物和氧化物（GAP、CL - 20、ADN等）的推进剂研究。

导弹系统对固体推进剂羽流特征信号的要求固体推进剂排气特征信号的强弱取决于推进剂的成分，也与导弹制导系统、外界环境的光学性质及敌方对信号探测技术的敏感性有关。由于地空导弹、舰空导弹、反坦克导弹和制导系统（包括红外、微波或激光制导）对无烟指标的要求不同，同时外界环境的能见度、湿度和温度对烟雾的大小也有影响，所以只有在导弹类型和制导系统确定后，根据制导系统的要求及敌方对信号探测技术的敏感性才能确定低特征信号或无烟的定量指标。而且推进剂自身也不可能达到绝对无烟，在实现推进剂“无烟化”时，将对推进剂其他性能产生影响，所以低特征信号推进剂的定量指标较难确定。不同的导弹系统，对推进剂羽流特征信号的要求亦不同。2

1）英国和法国认为，微（无）烟推进剂是指入射波束沿排气羽流 X 轴向直接穿过或倾斜7°角有90%以上的透明度。

2）美国空军火箭推进实验室提出，对于空射导弹，微烟推进剂是在8229m（27000英尺）以下空域没有形成凝结尾流的推进剂；少烟推进剂是在6096m（20000英尺）以下空域，允许50%的时间形成凝结尾流的推进剂。

3）在美国国防部关键技术计划中，提出对于低目标特征的战术导弹，要求低特征信号推进剂没有可见或凝结尾流的目标特征。