固體推進劑推進及毀傷技術研究進展①

聶鑫垚，孔軍利，陶 俊,2，石先銳,2

(1.遼寧慶陽特種化工有限公司，遼陽 111000；2. 西安近代化學研究所，西安 710000)

0 引言

傳統意義上的固體推進劑是為導彈提供動力的復合含能材料。隨著軍事科學的進步、現代戰爭的發展需求，新型戰略戰術目標對導彈的功能、性能提出了新的要求。一般來說，發動機內的固體推進劑可以在較短的時間內實現完全燃燒。但是，當使用便攜式防空導彈等小型導彈攻擊低空目標時，導彈到達目標后，發動機內一般還存在固體推進劑未燃盡的殘余裝藥。此時，若可控起爆發動機內未燃燒的余藥，則可達到提高導彈毀傷效果的目的。典型應用實例是裝備了剩余推進劑起爆裝置的SA-18便攜式防空導彈，以及其改型型號“針-S”等。

隨著發動機發展對固體推進劑技術提出的新要求，例如多級發動機、沖壓發動機、推力可控發動機、二次點火等技術的應用，使得采用這類技術的導彈，也容易存在因戰略戰術目標改變而導致的固體推進劑燃燒不完全的現象。固體推進劑推進與毀傷一體化技術的內涵是：根據具體的戰術需要，通過可控起爆發動機內未燃燒的余藥，以達到充分發揮導彈毀傷效果、拓寬戰略戰術用途的目的。實現固體推進劑推進與毀傷一體化技術，對于加快國內武器裝備現代化，加速戰略性前沿性顛覆技術發展具有重大意義。此外，充分的利用發動內未燃燒的余藥更有著高效利用高附加值資源、降本增效的意義，符合建設資源節約型、環境友好型社會的國家戰略目標。目前，國內外對于固體推進劑推進與毀傷一體化技術的研究和應用的報道較少。

本文以固體推進劑推進與毀傷一體化為目的，基于固體推進劑點火后的反應增長過程，推論出燃燒與爆轟可控轉換是突破固體推進劑推進與毀傷功能一體化的關鍵技術；能量性能是決定推進毀傷性能的關鍵因素。同時，梳理了相應的支撐技術，并對其進行了綜述及展望。最后，對推進與毀傷一體化的技術途徑提出了設想。

1 固體推進劑點火后的反應增長過程

固體推進劑通常貯存于火箭或導彈的發動機內，其自身包含了燃燒所必須的氧化劑和還原劑，在無需外界供氧的情況下，由適當的外界能量激發后，即可產生規律性燃燒。

一般情況下，固體推進劑在點火后會進行正常燃燒。固體推進劑燃燒時會迅速生成大量高溫燃氣，并通過噴管膨脹產生推力，實現化學能到動能的轉換，為火箭或導彈提供動力。固體推進劑在點燃后以燃燒方式釋放能量，燃速一般為每秒數毫米至數十毫米，燃燒過程沿著燃面的法線方向，以逐層傳播的方式由表面向內部發展。此時，燃燒波的發展方向與火藥的消失方向相反。

在固體推進劑燃燒的過程中，若發動機內的能量積累持續大于能量釋放或發動機受到了外界沖擊波，則可能產生異常起爆固體推進劑的現象。固體推進劑在起爆后，以爆轟的形式釋放能量，此時形成的爆轟波的傳播速度可以達到每秒數千米，爆轟波的發展方向與火藥的消失方向一致。

燃燒過程的傳播主要是通過熱傳導、熱輻射和燃氣氣體擴散的形式，而爆轟過程的傳播則是通過沿著裝藥的爆轟波對火炸藥沖擊壓縮的方式。研究表明，在燃燒過程轉為爆轟過程之前，需要形成沖擊波才能完成燃燒轉爆轟(Deflagration-to-Detonation Transition, DDT)的過程，這種沖擊波可以由固體推進劑的不正常燃燒引發，也可以由起爆引發。

DDT是固體推進劑由燃燒狀態轉變的關鍵點，同時也是固體推進劑由推進功能轉換為毀傷功能的科學問題。因此，固體推進劑在燃燒時可控向爆轟狀態轉換是實現推進與毀傷一體化的關鍵技術，但目前尚無固體推進劑在燃燒時可控引發DDT的相關研究報道。

2 固體推進劑燃燒與爆轟可控轉換及其支撐技術

2.1 燃燒與爆轟可控轉換

固體推進劑余藥的可控起爆本質上是固體推進劑從燃燒可控轉為爆轟的過程，即能量的可控釋放。從能量釋放的角度來說，DDT的過程即為燃燒和爆轟兩種能量釋放形式的轉換點，兩種形式的能量釋放速度差異較大。燃燒性能(燃速、燃速壓力指數、燃速溫度系數、壓力溫度系數)是衡量能量釋放速度的重要指標。因此，研究固體推進劑燃燒性能的影響因素，可實現對固體推進劑點火后反應增長過程的設計。然后，通過反應增長過程中的特性，探索燃燒過程中起爆的閾值條件，進而提出燃燒與爆轟可控轉換的機理和控制方法，達到實現固體推進劑在正常燃燒過程中可控轉換為爆轟過程的目的。進而開展燃燒與爆轟過程匹配的研究，為復合含能材料設計方法的優化提供理論支撐。圖1為燃燒爆轟可控轉換機理的研究思路。

2.2 燃燒轉爆轟研究進展及展望

固體推進劑燃燒轉爆轟的本質為外界能量輸入達到了引發其爆轟燃燒的閾值。傳統觀點認為，當含能材料的大部分或局部受到某種刺激而產生了高溫，則會引發爆炸的現象；或者當生熱速率持續超過熱損失速率時，含能材料中某局部的熱點會隨著熱量不斷地積累、傳播，然后導致爆轟。但以上觀點并不完全準確，研究表明，即使能量輸入不足以使炸藥加熱到爆燃溫度，仍會出現爆炸現象。影響含能材料DDT過程的主要因素包括固體推進劑組分的組成(能量特性)、固體推進劑的燃燒特性、力學性能和生產工藝等。

火炸藥的DDT是一個極為復雜的過程，且其現象存在隨機性。因此，對DDT的誘發機理目前尚有爭議。關于固體推進劑的DDT過程，主流觀點認為存在兩種機理：一種是在燃燒的過程中形成了爆炸性粉末的堵塞物(又稱為“塞子(plug)” )，該粉末被后生成的高壓燃氣壓縮。此時，粉末壓縮物相當于活塞，大量熱燃氣無法穿過顆粒床層而形成壓縮性燃燒，并產生壓縮波，壓縮波對之前反應的物料形成沖擊，進而發生爆轟的現象(見圖2)。另一種是爆炸性粉末的密度低于某個臨界值，燃燒過程中的燃氣可以通過顆粒床層，燃燒性質即為非壓縮性燃燒，最后會形成長圓柱型的燃燒通道。

圖1 燃燒爆轟可控轉換機理和復合含能材料設計方法的研究思路

圖2 燃燒轉爆轟的過程原理圖[17]

在DDT過程的數值模擬計算方面，一些學者相繼提出了基于不同維度的物理模型。BAER等提出了一種兩相混合的理論，通過線性法得到了堆積密度為70%、長10 cm、平均晶粒為100 μm的奧克托金(HMX)藥柱DDT過程的數值模型，計算了炸藥粒徑和孔隙率對DDT過程的影響。基于CTH軟件中三維震動波的物理模型，BAER 等建立了非平衡連續體混合含能材料的多維DDT的數值模型，該模型描述了過程中材料壓縮與其運動速率的關系，以及界面間質量、動量、能量的交換。STEWART等簡化了兩相混合理論，采用單相狀態變量理論建立了多孔含能材料(由HMX制備)DDT的數值模型，該模型可預測DDT實驗中觀察到的高密度“塞子”。同時，數值模擬了沖擊轉爆轟轉變的過程。近期，Energies報道了López-Munoz 等基于黎曼近似解、總變量遞減原理構建出的固體推進劑DDT模型，該模型預測的結果與文獻中報道的數據吻合性較好，可有效評估爆轟過程在早階段的瞬態燃燒過程。上述對DDT數值模擬的研究為DDT可控過程的數值模擬和建模提供了有效依據。

雖然各國學者對含能材料DDT過程的機制機理進行了大量的研究，但所形成的理論不足以支撐高能固體推進劑燃燒可控轉爆轟的過程。目前，對高能固體推進劑DDT過程的研究仍然以評價固體推進劑的安全性、穩定性為目的，研究內容以DDT引發條件的研究為主，DDT的表征方法缺乏對過程參數的評價(如轉爆轟后的爆壓、爆速)。未來應著重開展：(1)反應增長過程評價方法研究，支撐固體推進劑點火后反應增長特性的研究；(2)點火后反應增長特性及起爆閾值研究，揭示反應增長過程的規律以及燃燒轉爆轟的誘發閾值；(3)燃燒與爆轟的過程匹配研究，用于作為推進與毀傷效果最優化的理論基礎和設計依據。

2.3 燃燒性能控制研究進展及展望

燃燒可控轉爆轟過程本質上是能量的可控釋放，具體體現為固體推進劑燃燒性能的可控調節。固體推進劑燃燒性能受諸多因素影響，包括固體推進劑的組成、各組分的狀態(非均相界面的性質、粒度、晶態)、藥型、堆積密度、力學性能。固體推進劑的燃燒性能的評價是圍繞各個因素(壓力、初始溫度)對燃速的影響展開的，其中最重要的影響因素是燃燒壓力。從固體推進劑燃燒性能的角度來說，其燃燒轉爆轟主要是由于火焰區的氣體無法快速排出，造成燃燒壓力不斷增高，進而引起燃燒速度加，最終導致了固體推進劑的爆轟燃燒。

壓力指數可控是通過燃燒性能可控控制燃燒轉爆轟過程的重要手段。燃速壓力指數是用于描述燃燒壓力與燃速之間關系的燃燒性能指標，其與燃燒轉爆轟過程的關系最為密切。理論計算表明，當壓力指數>1時，若偶然因素使燃氣的生成速率大于燃氣的流出速率，則會造成因燃燒室壓力過大而導致爆炸。一些實驗結果表明，當>0.6時，固體推進劑即非常容易實現燃燒到爆轟的轉換。

常用的調節固體推進劑燃燒性能的方法主要包括含能組分的調節、含能材料晶體結構設計、添加燃燒催化劑、藥型設計等。通過優化含能組分的組成會改變含能材料熱分解的特性，進而可以調節復合含能材料的燃燒性能。WEISER等考察了采用CL-20替代HMX作為氧化劑時對NEPE推進劑燃燒性能的影響。結果表明，當CL-20取代70%質量分數的HMX后，在7 MPa下的燃速由7.5 mm/s提升至15 mm/s，而壓強指數由0.74降低至0.58，大幅度地改善了推進劑的燃燒性能。WU等發現，與單獨使用CL-20或HMX相比，采用CL-20/HMX共晶物作為氧化劑后，改性雙基推進劑壓力指數顯著降低，燃燒過程更為穩定。

含能材料在處于不同晶型條件下具有不同的熱分解、燃燒特性。QU等研究了納米SnO晶體暴露面積((2 2 1)面，見圖3)對RDX分解、熱催化活性的影響。密度泛函理論計算表明，RDX在SnO的(2 2 1)面上具有更低的分解活化能，有利于NO的吸附和擴散過程以及活性氧的生成，活性氧可以在RDX催化分解的過程中使HCHO的氧化反應更加徹底，進而使推進劑在較寬的壓力范圍內獲得更穩定的燃速。KIM等的研究發現，在熱解的過程中，二硝酰胺胍(GDN)的β晶型釋放的熱能是α晶型的2.5倍。

圖3 HCHO和NO2在SnO2 (1 1 0)面和(2 2 1) 面上的吸附和反應路徑[36]

通過添加少量的燃燒催化劑(內彈道改良劑)，可以改變固體推進劑工作過程中各組分熱分解、燃燒的歷程，從而達到改變推進劑燃燒性能的目的。過渡金屬氧化物是最常用的燃燒催化劑。例如，氧化鐵(FeO)、氧化銅(CuO)和亞鉻酸銅(CuO·CrO)等。PANG等報道了一種新型硼氫酸鐵作為燃燒催化劑的研究，可以顯著改善復合推進劑的燃燒性能。近年來，研究人員圍繞燃燒催化劑的尺度效應和新型制備工藝方面展開了研究。FUENTE考察了微米級的介孔氧化銅對復合推進劑燃燒性能的影響。研究結果表明，與無孔氧化銅相比，介孔氧化銅具有更大的比表面積，可以大幅度提高制備出推進劑的燃速(7 MPa，22 m/s)、降低壓力指數(由0.55降至0.4)。納米材料由于其特殊的表面性質、巨大的比表面積和更低的擴散間隙，從而可以提升反應速率、縮短點火延遲，有效地提高推進劑的燃速。LUMAN等在復合推進劑中加入超細硼和納米鋁作為燃燒催化劑，發現只有當推進劑中含有正氧平衡的氧化劑時，納米級鋁才能夠有效地提高推進劑的燃速。

推進劑藥柱的幾何形狀是影響燃燒性能的重要因素。MEHDI等制備了圓形和兩種不同大小的七角星的藥柱，組合成了四種發動機。結果表明，STAR-CP(見圖4)的燃燒性能最為穩定，特別是對于含有金屬燃料或催化劑配方的推進劑來說。PUESKUELCUE和ULAS使用具有不同三維幾何形狀的推進劑藥柱(見圖5(a) )進行了小型發動機的實驗，實驗中的壓力-時間曲線結果表明，可以通過改變尾部藥柱的幾何參數來獲得不同的助推力和維持剖面，以滿足不同飛行任務的需求。他們還采用預定的燃耗間隔對推進劑藥柱進行實體建模，對于每個燃燒步驟調整參數重新建模，得到了燃燒過程中藥柱的幾何面積變化(見圖5(b) )，利用這些數據和內彈道的幾何參數，獲得了固體推進劑火箭發動機在壓力方面的性能。

圖4 發動機中的裝藥型狀[43]

(a) Grain configurations of solid propellant

(b) Solid model of several burn steps

目前，大多數關于固體推進劑燃燒性能調節的研究，一方面是為了獲得更為穩定的燃燒性能，即盡可能地在較寬的燃燒壓力范圍內獲得更穩定的燃燒速度(更低的壓力燃速指數)；另一方面是圍繞燃燒速度可控，開展高、低燃速配方的研究。為了實現基于燃燒性能控制的燃燒爆轟可控轉換，未來應圍繞固體推進劑燃燒性能的影響因素，開展以下工作：(1)化學組成、微觀結構、藥型、包覆層等對點火后反應增長特性參數的影響研究，構建復合含能材料的設計參數與點火后反應增長特性之間的構效關系；(2)引發DDT的影響因素研究，揭示復合含能材料正常燃燒過程中誘發DDT的閾值；(3)可轉爆轟的復合含能材料設計研究，基于含能材料設計參數與反應特性及燃燒過程中誘發DDT的閾值之間的影響關系，以燃燒與爆轟的過程匹配設計為依據，建立可爆轟的復合含能材料的設計方法。

3 固體推進劑推進及毀傷性能及其支撐技術

3.1 固體推進劑的推進及毀傷性能

對于具有固體推進劑的推進毀傷一體化技術的導彈來說，在其性能評價方面，不僅需要評價導彈的傳統性能，即推進、毀傷綜合性能，還需要評價其可控起爆推進劑余藥的性能。

固體推進劑能量性能的定義為固體推進劑的單位體積能量或單位質量能量，由固體推進劑各組分的組成及制備工藝決定。固體推進劑的能量水平的高低影響著導彈的推進續航能力以及其起爆后的毀傷效果。因此，固體推進劑的能量性能控制技術是推進及毀傷效果理論計算的重要設計依據。

3.2 能量性能控制研究進展及展望

固體推進劑的組分組成，主要包含了燃燒或爆炸過程中所必須的氧化劑和還原劑(燃料) 。因此，氧化劑和燃料的高能化是提高固體推進劑能量性能的重要手段。為了滿足推進劑的力學性能和能量水平，固體推進劑已經從以硝化纖維素和硝化甘油為主的雙基推進劑逐步發展為具有更好力學性能和能量水平的復合固體推進劑、改性雙基推進劑(包括NEPE推進劑)。

新型含能材料可有效地提高固體推進劑的能量性能、燃燒性能。近年來，國內外學者圍繞三代含能材料在固體推進劑中的應用展開了大量的研究。NAIR等分別采用CL-20和黑索金(RDX)制備出了改性雙基推進劑。實驗結果表明，CL-20可以顯著提高推進劑的能量性能和燃燒性能。但是，與二代含能材料相比，CL-20的加入會大幅度提高推進劑的感度。WU 等采用CL-20/HMX共晶的方式，在保證改性推進劑性能的同時降低了感度。OLIVERIA等報道了一種乳液結晶的方法，制備出了HTPB作為微膠囊殼體包裹ADN殼核球形材料，提高了ADN在HTPB推進劑中的化學相容性，并降低了感度。XIE等通過理論計算、燃燒和感度測試，開展了在NEPE推進劑中采用FOX-7替代HMX的研究。實驗結果表明，加入FOX-7以后，可以在小幅度降低能量性能的前提下，顯著降低推進劑的摩擦感度和撞擊感度。此外，FOX-7與CL-20共用也可以顯著提高復合含能材料的感度性能。DU等研究發現，硝基甲酸鹽可以明顯降低推進劑的特征信號，且具有較高的比沖(265 s)。徐星星等在制備HTPB推進劑的過程中采用AlH替代Al作為燃料，考察了推進劑中AlH、Al相對含量對推進劑性能的影響，配方優化后的推進劑比沖可達280 s。隨著三代、四代含能材料及金屬氫化物在固體推進劑中的應用技術逐漸成熟，復合固體推進劑和改性雙基推進劑的能量性能會進一步提高。

為了進一步提高復合含能材料的能量性能和安全性能，研究人員近年開展了大量有關新型高能材料的研發，主要方向包括富氮全氮材料的合成、高能炸藥的結晶和共晶技術、納米含能材料、亞穩態復合材料、高能聚合物。但受制備工藝不成熟、材料感度較大、制造成本偏高等限制，目前還未見上述新材料在固體推進劑中的相關應用報道。未來，若這些新型高能材料在固體中實現應用，則有希望使固體推進劑能量性能躍升至新的臺階。

目前，對于固體推進劑的能量特性的表征，仍然以用于描述固體推進劑燃燒時提供動能的能力為主，如爆熱、比沖，而有關固體推進劑能量水平與起爆后毀傷效果之間關系的研究較少，無法支撐通過能量性能控制設計導彈的推進毀傷綜合性能。未來還應該研究：(1)新型高能材料在固體推進劑中的應用研究，以提高推進及毀傷的綜合性能；(2)含能組分對起爆閾值的影響研究，建立含能組分與起爆性能之間的影響關系；(3)固體推進劑能量性能、余藥量對起爆后毀傷效果影響研究，為復合含能材料設計提供科學的實踐依據。

4 固體推進劑推進與毀傷一體化技術途徑設想

4.1 起爆技術及起爆材料

在固體推進劑正常燃燒為導彈提供動能的過程中，若掌握由正常燃燒過程變為爆轟過程的可控轉換機理和對應的刺激條件閾值，則通過可控起爆技術實現推進與毀傷一體化的目的。

在固體推進劑起爆毀傷研究的方面，于川等采用電雷管和太安傳爆的方式起爆了聚醚復合固體推進劑，板痕試驗中固體推進劑的 TNT當量系數為0.48；爆炸沖擊波超壓測試得到固體推進劑的 TNT當量系數可達到1.568。王寧等制備了四種固體推進劑，模擬了固體推進劑余藥存在下對戰斗部毀傷效果的研究。實驗結果表明，0.6 kg固體推進劑對1 kg的PBXN炸藥的超壓TNT當量和沖量TNT當量分別貢獻了18.7%和19.7%。上述研究成果證明，起爆未燃燒的固體推進劑余藥可以有效提高導彈的毀傷性能。然而，目前有限的研究只關注了固體推進劑的爆炸毀傷效果和對戰斗部毀傷效果的增益，而并未見燃燒爆轟可控轉換或推進劑燃燒過程中的可控起爆研究的相關報道。

在起爆技術方面，爆炸橋絲雷管技術具有安全性高、起爆時間重復性好的特點，但是其引爆不敏感炸藥時所需要的能量較高；半導體橋起爆技術擁有較高的可靠性和安全性，同時只需要很少的能量，即可點燃炸藥；激光起爆技術可以通過可見、紅外激光遠程起爆，避免了使用導爆索、引爆線，起爆過程不受電磁、溫度、壓力的干擾。此外，激光起爆技術還可以高效地實現炸藥的燃燒轉爆轟。

在新型起爆材料方面，DOLGOBORODOV等報道了一種采用機械活化高能材料方法制備的由納米硅與固體氧化劑(AP)的復合材料，這種材料與Al共混制備成的含能材料具有較高的爆熱(可達8.5 kJ/g)和快速的燃燒轉爆轟的能力，具有應用于起爆裝置的前景。DAI等采用電噴霧沉積法，將采用碳納米管作為粘結劑制備出的Al/CuO納米鋁熱劑負載到半導體橋中，這種材料具有優異的能量輸出(熱量釋放比隨機混合制備出的鋁熱劑高出448.6 J/g)，并具有快速引發和高燃燒溫度的特點(點火延遲低于2.8 μs，燃溫可達4636 ℃)。此外，近年來新興的兼具高能量低感度特征的含能金屬有機骨架材料(Energetic Metal-Organic Framewoks) ，在近激光起爆領域也展現出了應用價值和發展潛力。WANG等首次采用硫酸代銅團簇(Cubpy，見圖6)組裝材料作為前驅體，制備出了銅疊氮化物-雜原子摻雜的多孔化合物(CA-HPCH，見圖7)，與普通的疊氮化銅相比，這種新材料具有更優異的點火能力(>60 cm)和更低的靜電感度(=1.1 mJ)，制備出的微起爆裝置具有較短的點火時間(7 μs)和較低的點火能量輸入(0.106 mJ)。

但現有的起爆技術及新材料研究的應用范圍主要針對于炸藥領域，能否成功起爆固體推進劑需要進一步研究。此外，當推進劑或炸藥受到沖擊波等外界刺激時也會發生爆炸的現象。應該進一步研究外界刺激條件誘發推進劑或炸藥殉爆機理機制，為戰斗部起爆誘發發動機殉爆或含余藥的發動機起爆誘發戰斗部殉爆的過程設計作為重要支撐。

圖6 Cu12分子簇和Cu12bpy晶體結構中的通道型骨架[77]

圖7 Cu12bpy作為前驅體合成CA-HPCH的原理圖[77]

未來應該圍繞固體推進劑燃燒爆轟可控轉換的機理及燃燒過程中向爆轟轉換的誘發閾值開展可控起爆技術的研究，著重開展以下方面工作：(1)起爆原理及起爆閾值研究，揭示誘發固體推進劑起爆的原理和方法，并掌握對應方法的起爆條件閾值；(2)新型可控起爆技術研究，掌握起爆方法的可控手段，并設計可控起爆的過程；(3)新型起爆材料研究，提高起爆的可靠性、縮短點火延遲。

4.2 發動機-戰斗部一體化

發動機是為導彈提供動力的單元，發動機的殼體主要為固體推進劑的貯存、燃燒提供場所。傳統的發動機殼體在設計時主要考慮本身需要的強度、剛度，以及其承受燃燒過程所產生的高溫、高壓和其他機械荷載的能力。而戰斗部除了作為炸藥的載體外，在起爆后還要充當毀傷元，例如爆炸形成侵徹體戰斗部、含能破片戰斗部、LEFP戰斗部等。目前，暫無有關發動機-戰斗部一體化彈體結構及一體化裝藥的相關報道。

發動機戰斗部一體化設想主要分為兩個層面：第一層面從裝藥技術上，實現推進劑、炸藥一體化裝藥，當導彈推進至預定目標時，起爆彈體內剩余的一體化裝藥，進而實現推進與毀傷一體化的技術；另一層面是從彈體結構上，對發動機和戰斗部在結構上進行一體化貫通設計，以滿足裝藥一體化需求，傳統導彈結構和發動機-戰斗部一體化結構設想見圖8。未來在發動機-戰斗部一體化研究中，應著重開展以下工作：(1)推進與毀傷功能一體化的功能性復合含能材料研究，開發在正常燃燒條件下具備可控轉爆轟能力的復合含能材料的設計方法及制備工藝；(2)裝藥一體化研究，提高裝藥密度，進而提升推進與毀傷的綜合性能及可控起爆的可靠性；(3)發動機-戰斗部一體化設計，開展傳統的性能與毀傷性能耦合的相關研究，通過對殼體創新設計，賦予其同時具有發動機和戰斗部的特征，即保證殼體能夠承載推進劑燃燒過程中載荷的同時，能夠充當固體推進劑起爆后的毀傷元的能力，達到毀傷效果最大化的目的。

(a) Traditional missile structure

(b) The integration structure of rocket motor and warhead

5 結論和展望

固體推進劑的推進與毀傷一體化技術，對于拓寬導彈戰略戰術具有重大的意義。其中，燃燒與爆轟可控轉換是實現該技術背后的重要科學原理。開展固體推進劑點火后的反應增長過程特性及燃燒過程中起爆閾值研究，是揭示燃燒與爆轟可控轉換機理的關鍵所在。進而，基于燃燒爆轟可控轉換機理和燃燒性能控制，可得到可轉爆轟的復合含能材料的設計方法。此外，更高的能量水平也有利于提升固體推進劑推進及毀傷的綜合性能。最后，提出了以可控起爆或發動機-戰斗部一體化為技術途徑，實現固體推進劑推進與毀傷一體化的設想。

未來工作首先應圍繞固體推進劑點火后的反應增長特性，開展燃燒爆轟可控轉換的機理研究，并圍繞反應增長過程中對燃燒性能和能量性能的需求，構建材料的設計參數與DDT之間的構效關系；進一步開展燃燒與爆轟的過程匹配研究，形成可轉爆轟的復合含能材料的設計方法。基于復合含能材料正常燃燒向爆轟轉換的過程特性，開展起爆原理的研究，形成可控起爆的控制方法，以達到推進與毀傷一體化的目的；以推進毀傷功能一體化的復合含能材料為基礎，以發動機-戰斗部裝藥一體化和結構一體化為技術途徑，實現復合含能材料的推進與毀傷一體化。