Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers (한국추진공학회지)

The Korean Society of Propulsion Engineers (한국추진공학회)
권호 표지

Ignition of Solid Propellants at Subatmospheric Pressures

대기압 이하에서 고체 추진제의 점화 특성 향상 연구

  • 김인철 (국방과학연구소 기술연구본부 4부) ;
  • 류백능 (국방과학연구소 기술연구본부 4부) ;
  • 정정용 (국방과학연구소 기술연구본부 4부)
  • Published : 2006.09.30
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Abstract

Several propellants were investigated experimentally for ignition characteristics in subatmospheric pressure. The threshold ignition pressure was 4 psia for HTPB/AP composite propellant. The partial replacement of AP in HTPB/AP propellant by $5{\sim}l5%$ of HMX, HNIW showed that the improvements in ignition delay was over 50% and the threshold pressure was below 0.4 psia. This appears to be due to the characteristics of HMX and HNIW exothermic dissociated at the temperature(${\sim}220^{\circ}C$) love. than that of AP. The ignition substance $B/KNO_3$ was coated thinly on the propellant surface for better ignition performance. As a result, ignition delay time of 15% was improved. NC is applied to $B/KNO_3$ ignition substance as a secondary binder and $NC-B/KNO_3$ suspension solution is coated to the propellant surface.

HTPB/AP 혼합형 추진제(A형)와 니트라민계 산화제가 소량 함유된 추진제의 진공 점화 특성을 고찰하였다. 추진제의 임계 점화 압력은 4 psia로 판단되었고, AP의 일부를 HMX와 HNIW로 $5{\sim}l5%$ 치환한 니트라민계 혼합형 추진제(B형)에서 임계 압력은 0.4 psia, 점화지연시간은 50% 이상 향상되었다. 이는 HMX나 HNIW가 AP에 비해 낮은 온도(${\sim}220^{\circ}C$)에서 발열 분해되는 특성에 기인되는 것으로 보인다. 점화도움물질인 $B/KNO_3$를 추진제 표면에 코팅한 결과,15% 정도 점화성이 개선되었다. $B/KNO_3$에 2차 결합제로 NC를 소량 사용하고, 이를 추진제 그레인의 점화도움물질로 적응하였다.

Keywords

References

  1. ICRPG Arc-Image Committee, "Arc-Image Ignition Brochure", CPIA Pub. 238, 1973
  2. Takeo Saito et al., "Ignition of AP-Based Composite Solid Propellants Containing Nitramines Exposed to $CO_2$ Laser Radiation at Sub-atmospheric Pressures", Combustion and Flame, Vol. 85, 1991, pp.68-76 https://doi.org/10.1016/0010-2180(91)90177-D
  3. H.F.R. Schoyer, "Low Pressure Combustion of Composite Propellant". Propellants, Explosives, Pyrotechnics. Vol. 9. 1984, pp. 149-156 https://doi.org/10.1002/prep.19840090502
  4. Louis LoFiego, "Igniter Materials Handbook", TR 774, Naval Weapons Center, 1975
  5. P. P. Ostrowski, "A Low Burn Rate CTBN Propellant", JANNAF Propulsion Meeting, Vol. 1, 1981, pp.447-461
  6. 김창기, 유지창, 황갑성, 임유진, "HTPB/AP/ Butacene 추진제 특성 연구", 한국추진공학회지, 제9권 제3호, 2002, pp.40-45
  7. 정규동, 류백능, "해외 출장 보고서(추진제 그레인 수명 평가 기술 협의)", TEDC-621- 030055, pp.7-8, 국방과학연구소, 2003
  8. NASA, Solid Rocket Motor Igniters", NASA SP-8051, 1971, p.71