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第1章 绪论1

1.1 燃烧科学与含能材料的发展概况1

1.1.1 燃烧科学概述1

1.1.2 燃烧科学的发展简史1

1.1.3 含能材料的发展简史2

1.2 燃烧科学的应用与研究方法5

1.2.1 燃烧科学的应用5

1.2.2 燃烧理论的研究方法6

1.3 着火、熄火的基本概念8

1.3.1 着火8

1.3.2 熄火10

1.4 火焰的概念及火焰传播现象11

1.4.1 火焰的基本概念11

1.4.2 火焰传播现象12

1.5 火焰稳定的原理和方法13

1.5.1 火焰稳定的基本条件13

1.5.2 预混火焰稳定的特征和条件14

1.5.3 发射药燃烧火焰的稳定传播15

1.6 武器系统对发射药燃烧性能的基本要求16

第2章 燃烧物理学基础18

2.1 多组分反应系统的基本参量及关系式18

2.2 分子输运基本定律19

2.2.1 牛顿（Newton）黏性定律19

2.2.2 傅里叶（Fourier）导热定律19

2.2.3 费克（Fick）扩散定律20

2.2.4 多组分气体的交叉输运现象21

2.3 多组分反应系统的守恒方程23

2.3.1 质量守恒方程（连续方程）23

2.3.2 动量守恒方程25

2.3.3 组分守恒方程（扩散方程）26

2.3.4 能量守恒方程28

2.3.5 二维平板附面层守恒方程31

2.4 泽尔多维奇转换和广义雷诺比拟34

2.4.1 泽尔多维奇转换34

2.4.2 广义雷诺比拟35

2.5 多组分反应系统的相似原理35

2.6 斯蒂芬流和相分界面上的边界条件38

2.6.1 斯蒂芬（Stefan）流38

2.6.2 相分界面上的边界条件40

第3章 燃烧化学热力学基础42

3.1 生成热、反应热及燃烧热42

3.1.1 生成热42

3.1.2 反应热44

3.1.3 燃烧热45

3.2 热化学定律47

3.2.1 拉瓦锡-拉普拉斯（Laplace）定律47

3.2.2 盖斯（Hess）定律47

3.3 自由能与平衡常数48

3.3.1 热力学平衡与自由能49

3.3.2 标准自由能与平衡常数50

3.3.3 气体的离解54

3.4 绝热火焰温度的计算55

第4章 燃烧化学反应动力学基础58

4.1 化学反应动力学概述58

4.2 化学反应速率58

4.2.1 基本定义59

4.2.2 质量作用定律、反应级数和反应分子数60

4.3 影响化学反应速率的因素62

4.3.1 反应物浓度和摩尔分数对化学反应速率的影响62

4.3.2 温度对化学反应速率的影响——阿累尼乌斯定律63

4.3.3 压力对化学反应速率的影响67

4.4 催化反应68

4.4.1 催化作用概述69

4.4.2 催化剂的基本特征69

4.4.3 催化反应的一般机理70

4.4.4 单相催化反应72

4.5 链式反应74

4.5.1 直链反应75

4.5.2 支链反应76

4.5.3 退化支链反应78

第5章 固体火药点火、燃烧模型80

5.1 火药的分类及特点80

5.1.1 单基发射药80

5.1.2 双基发射药81

5.1.3 三基发射药83

5.2 黑火药燃烧特性83

5.2.1 黑火药点火特性83

5.2.2 黑火药传火现象85

5.2.3 黑火药燃烧现象86

5.2.4 黑火药的点火和燃烧反应91

5.3 火药点火方法及影响因素92

5.3.1 点火本质93

5.3.2 枪炮发射药装药的点火93

5.3.3 影响点火过程的因素94

5.4 火药的点火模型96

5.4.1 点火理论模型96

5.4.2 点火理论及模型的比较99

5.5 固体火药高压燃烧特性100

5.5.1 密闭爆发器中火药特征参数的计算100

5.5.2 常规的燃速处理方法与结果101

5.5.3 火药实际燃烧规律与几何燃烧定律的误差分析102

第6章 固体推进剂稳态燃烧特性及理论模型107

6.1 固体推进剂的分类及特点107

6.1.1 双基推进剂107

6.1.2 复合推进剂108

6.1.3 复合改性双基推进剂111

6.1.4 NEPE推进剂112

6.2 固体推进剂燃烧波结构及特点113

6.2.1 双基推进剂113

6.2.2 AP复合推进剂116

6.2.3 复合改性双基（CMDB）推进剂117

6.2.4 硝胺复合推进剂119

6.3 固体推进剂燃烧波结构的测试方法119

6.3.1 燃烧区温度分布的测定120

6.3.2 燃烧区内化学组分的测定123

6.3.3 燃烧波物理结构的测试方法124

6.4 固体推进剂的燃烧速度126

6.4.1 推进剂燃烧速度的概念126

6.4.2 推进剂燃速的测试方法126

6.4.3 压力对燃速的影响132

6.4.4 推进剂初温对燃速的影响133

6.5 双基推进剂稳态燃烧理论模型134

6.5.1 久保田和萨默菲尔德模型134

6.5.2 维留诺夫模型138

6.5.3 库恩模型139

6.6 复合推进剂稳态燃烧理论模型144

6.6.1 粒状扩散火焰模型（GDF）144

6.6.2 BDP多层火焰燃烧模型147

6.7 AP／HTPB复合推进剂一维稳态燃烧的数值模拟150

6.7.1 物理模型150

6.7.2 数学模型151

6.7.3 数值模拟结果与分析153

6.8 AP／HTPB复合推进剂二维稳态燃烧的数值模拟156

6.8.1 物理模型156

6.8.2 数学模型156

6.8.3 网格划分与求解参数设置159

6.8.4 数值模拟结果与分析159

第7章 固体推进剂非稳态燃烧特性及理论模型170

7.1 固体推进剂非稳态燃烧实验装置170

7.2 AP／HTPB推进剂非稳态燃烧特性171

7.3 AP／HTPB推进剂一维非稳态燃烧模型180

7.3.1 物理模型180

7.3.2 数学模型181

7.3.3 计算结果与分析182

7.4 AP／HTPB推进剂二维非稳态燃烧模型187

7.4.1 物理模型187

7.4.2 数学模型188

7.4.3 计算结果与分析189

7.5 AP／HTPB推进剂降压熄火简化模型194

7.5.1 AP／HTPB推进剂熄火临界条件195

7.5.2 计算结果与分析195

第8章 液体推进剂燃烧特性及简化模型198

8.1 液体推进剂的分类及性能199

8.1.1 单元液体推进剂199

8.1.2 双元液体推进剂200

8.2 HAN基液体推进剂高压热物理性质的估算202

8.2.1 热力学性质202

8.2.2 输运性质206

8.3 HAN基液体推进剂液滴的燃烧特性208

8.3.1 液滴燃烧实验装置208

8.3.2 HAN基液滴燃烧特性209

8.4 HAN基液体推进剂液滴燃烧的简化模型211

8.4.1 物理模型211

8.4.2 数学模型212

8.4.3 与实验结果的比较214

8.5 影响液体推进剂燃速的环境因素215

8.5.1 液体推进剂的燃烧速度215

8.5.2 压力对液体推进剂燃速的影响215

8.5.3 初温对液体推进剂燃速的影响216

8.6 液体推进剂线燃速的测量装置和工作原理216

8.6.1 测量装置216

8.6.2 高恒压环境的两种设计方法218

8.7 液体推进剂线燃速的测量结果222

8.7.1 液体推进剂AF-315的实验结果与数据处理222

8.7.2 液体推进剂LP1846的实验结果与数据处理223

8.8 HAN基液体推进剂的一维燃烧波结构224

8.9 HAN基液体推进剂高压稳态燃烧的一维简化模型226

8.9.1 物理模型226

8.9.2 数学模型227

8.9.3 计算结果与分析229

参考文献231