天上洒细沙？谈谈“便宜的”HTPB火箭推进剂

昨天瀚海狼山（匈奴狼山）谈到了高能的NEPE固体推进剂，已经从原先只用于国之重器的洲际导弹，进而广泛应用到了各种战术导弹上。产量大的直接后果就是价格相对下降。不过就像金价再低也不是银价可比的一样。所有导弹和火箭弹都想用到昂贵的NEPE高能推进剂和碳纤维外壳还是不现实的。因为综合成本还是太高。因此仍然有不少的导弹品种还在用HTPB推进剂和钢材的壳体。追求的就是一个廉价和可以大规模装备。比如某种射程1500公里的弹道导弹，如果全部更换为NEPE推进剂和碳纤维壳体，那么射程可以提高到1800公里。但是价格要是原先HTPB推进剂和廉价钢外壳的3倍。而如果该导弹采用水漂弹头，在价格只增加30%的情况下却可以打到2800公里，对手还无法防御！因此对需要拼消耗量的中导来说。

采用相对廉价推进剂加水漂弹头反倒更有利。据说某型需求量巨大的中导就采用了相对廉价的HTPB推进剂和钢壳，一切设计都是为大量生产；弹头关机速度3000米每秒，对弹头耐热的要求也不太高。价格仅1300万元出头。而如果采用NEPE推进剂和高端碳纤维壳体，单枚价格就要上升到3500多万一枚。实际上NEPE和HTPB都是二战后发明的火箭固体复合推进剂。NEPE的全称是“硝酸酯增塑聚醚”；HTPB的全称是“端羟基聚丁二烯”。都是有机精细化工的产品。NEPE复合类推进剂的单位比冲至今最高。NEPE推进剂最主要的技术创新，是在比较成熟的有机化工原材料基础上打破常规思路，将奥克托今、黑索金等高能炸药组分引进固体推进剂中，打破了炸药与火药的界限，充分利用大剂量含能增塑的醚粘合剂体系优异的力学性能特点。

而HTPB固体推进剂的发明比NEPE的发明还早20年。因为价格相对低廉应用的范围更大。广泛应用于中短程弹道导弹和远程火箭炮的推进剂装药中。而且其产量也是NEPE推进剂的10倍以上。实际上不论是固体弹道导弹还是固体运载火箭助推级。在有机固体装药里面还会增加一些金属燃烧剂，以增加其燃烧的效率和热能，获得更大的推力。这就像给烟花弹内部装填不同的金属粉末，获得更绚丽的效果的原理是差不多。因此金属燃烧添加剂也是现代武器固体推进剂的重要组分之一。金属燃烧剂可以提高推进剂的爆热和密度。同时，燃烧生成的固体金属氧化物微粒，起着抑制振荡燃烧的作用。可选用的金属燃烧剂有锂、铍、硼、镁、铝等。最主要的固体金属燃烧剂还是磨制的超细铝粉。甚至超细铝粉本身都可以直接用来当固体火箭的发射药。因此超细的铝粉也是各大国限制出口的战略物资。

我们看固体大火箭和固体导弹的发射过程，就会发现其从发射一开始到飞到上百公里的高空，似乎一直都拖着一道白色的尾流。而液体火箭一旦飞远了，尾迹就很快看不见了。这就在于液体火箭发动机燃烧反应后的产物都是气体和少量水蒸汽，在大气中很快挥发。而固体火箭发动机，不论是NEPE还是HTPB燃料和金属燃烧剂反应，都会附带产生固体氧化颗粒。那些空中长期吹不散的白烟，主要成分就是金属固体氧化物。如果这些白烟落到人头顶上，就感觉天上洒“细沙”一样。因为氧化铝颗粒反应物本身的状态就是细沙。