燃速温度敏感系数

为了定量计算初温对燃速的影响，引入燃速的温度敏感系数，用σp表示，定义为在一定压强条件下， 初温改变1K （或1℃） 所引起的燃速相对变化量， 即

或

燃速温度敏感系数的单位为K-1，通常用百分数表示。

在实际应用中， 常取燃速温度敏感系数在初温与标准气温之间的平均值， 即

式中， i和 st分别为相同压强时实际初温Ti和标准初温Tst下的燃速。

式 （3-41） 也可以改写成

于是，已知 st和p时，由式（3-42）可求出在给定压强时任意初温Ti下的燃速 i。例如，对p＝0.005K-1的推进剂，其燃速在233～333K初温范围内的改变量可达50％。

目前，固体火箭推进剂温度敏感系数的数值范围为：双基推进剂σp＝（0.1～0.35）％K-1，复合推进剂σp＝（0.15～0.3）％K-1，改性双基推进剂σp＝（0.15～0.7）％K-1。为了提高固体火箭发动机性能的稳定性，希望σp越小越好。推进剂温度敏感系数很难调整，一般情况下，燃速压强指数n越小的推进剂，其σp也越小。例如，对式（3-10） 给出的双基平台推进剂， 在p＝17.5～22.0MPa压强范围内的燃速温度敏感系数为

可见， 燃速压强指数的减小不仅降低了燃速对压强的敏感度， 同时也使燃速对初温的敏感度大大减小， 从而有效提高火箭发动机性能参数的重现性。

实验表明，燃速温度敏感系数σp的大小及其变化规律主要取决于推进剂的性质。同时，压强p对σp也有影响， 其变化规律对不同的推进剂有显著区别。

对于双基推进剂， 由于初温是通过固相过程影响燃速的， 因此随着压强的升高， 燃速受高温气相过程的控制作用越来越大， 使初温的影响随压强升高有逐渐减小的趋势， 如图3-31所示。

图3－31 双基推进剂的σp－p曲线

AP复合推进剂的燃速温度敏感系数σp比双基推进剂略小， 这是因为复合推进剂的燃速还受燃烧产物扩散过程的影响， 而初温对扩散过程的影响不大。 复合推进剂的σp-p关系也与双基推进剂大不相同。理论分析表明，影响σp-p变化规律的主要因素包括AP含量与粒度、 初焰以及AP火焰强度等。

目前不同压强下的σp值还不能通过理论来预估，只能依靠实验测量。