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本文介绍了真空技术在固体火箭发动机燃烧室绝热、推进剂原材料准备、推进剂药柱浇注成型、发动机总装检测中的应用，真空技术在提高固体火箭发动机制造质量方面发挥了巨大积极的作用。
随着现代科学技术的不断发展进步，真空技术在航空、航天、核工业、电子工业等领域的应用越来越广泛，如真空把持、真空提升、真空输送、真空冶金、真空包装、真空除湿干燥等等。每一项真空技术的实际应用均体现出科学技术的不断发展。真空技术在固体火箭发动机装药及总装检测领域同样有着广泛的应用，在保障固体火箭发动机研制和生产中发挥着积极作用。
1、真空技术在固体发动机装药中的应用
固体火箭发动机的研制生产包括燃烧室壳体内表面绝热、推进剂混合、推进剂原材料的准备、药柱浇注成型、发动机总装检测等主要加工过程。在这些加工过程中，都在一定度上需要真空技术来保证各工序的有效进行，为最终生产出质量合格的固体火箭发动机提供强有力的条件。
1.1、真空技术在原材料准备中的应用
1.1.1、氧化剂的真空储存
氧化剂的真空储存系统主要用于超细氧化剂在真空状态下的长期储存，使储存罐内部的有限空间处于长期与大气隔绝的真空状态。通过真空泵将储存料罐内的空气排出，使罐内形成相对的真空，罐内真空环境真空压力保持相对稳定，从而保证物料在罐内储存后，其状态(粒度、水份)保持相对稳定，延长储存时间，满足装药生产的需要。在氧化剂的真空储存过程中运用自动控制技术，多个真空罐之间互相并联，同时对多个真空罐进行抽真空控制，也可对单台进行抽真空控制，实现发动机装药前氧化剂的一次性储存。
应用表明，真空压力保持在中低真空前提下，氧化剂可存放数个月甚至一年，有效降低结块现象。提高真空度，可有效延长氧化剂的存放时间和储存效果，为固体火箭发动机批量装药提供有效保障。
1.1.2、氧化剂的真空干燥
氧化剂主要指高氯酸铵(AP)等含能材料。细高氯酸铵(AP)的粒度只有几微米，吸湿性强，易结块，不易分散，吸潮严重会改变AP 的粒径和粒形，直接影响粘合剂对AP表面的包裹、推进剂混合的均匀性、推进剂制造过程氧化剂加料的顺畅性、药浆的流变性能和推进剂燃速的稳定性能等[1]。所以在使用前对AP的干燥是推进剂生产前原材料准备的重要步骤。
氧化剂(AP)的干燥就是使其内部所含的水分从固体内部借扩散作用直达表面，从而汽化的过程。由于AP 在较高温度下容易分解，并具有一定的潜在危险性，又由于水的沸点随真空度的增大而降低，因此现在通常采用真空干燥。真空干燥的优点在于物料干燥速度快，表面温度低，物料在较低温度下干燥，不易发生分解，更易使化学性质保持稳定，生产操作安全可靠。经过烘干处理的AP在真空罐内贮存，以备待用。
1.1.3、氧化剂料桶的真空输送
在固体发动机装药原料准备前，要将几十公斤重的氧化剂原料桶搬抬到过筛处理设备上，以前依靠人力搬抬，劳动量大、劳动强度高。考虑到安全因素，采用机器，实现机械化程度受到限制。近年，单位将真空技术应用于这一氧化剂处理过程，研究了氧化剂吸管式真空提升搬运装置。操作人员单手操作系统控制手柄，该装置就可完成氧化剂原料桶的提升、平移、摆台操作。由于该项技术比较成熟，充分考虑了人体工效学等，使得操作简洁、轻松，人工劳动强度大大降低。该装置的提升高度、提升重量、安全性能等各项技术指标均能满足使用要求。在实现球形氧化剂处理全过程的机械化方面，取得了较好的效果。
1.2、真空技术在发动机燃烧室内表面绝热中的应用
绝热层是防止发动机在工作过程中达到危及其完整性以及限制推进剂局部表面燃烧的隔热层，固体发动机壳体内绝热层成型质量的好坏决定了固体发动机发射飞行的成败，因此绝热层性能和成型质量的优劣直接影响着发动机的质量。国内装药厂的发动机内绝热层成型工艺主要还沿用传统的手工贴片成型方法，受绝热材料、胶粘剂、壳体绝热结构复杂性限制，始终没有实现机械化，是各装药厂研制生产的薄弱环节。手工贴片工艺对复杂绝热壳体容易形成较多的缺陷(如鼓包、虚空、脱粘、不良粘、翘边沟槽等)造成内绝热质量隐患，产品质量检测和工艺稳定性差。目前我国绝热层成型采用的绝热层条片手工粘贴的工艺方法，其不稳定的人为因素带来的粘贴质量隐患较多，且劳动环境十分恶劣，劳动强度大。尤其对小直径大长细比发动机来讲，人工贴片难以操作，粘贴质量难以保证。
1.2.1、发起机焚烧室真空绝热技能
在发起机焚烧室绝热预备过程中，有一类发起机壳体的一端为Φ200 mm~Φ300 mm 的小开口，另一端为椭球状，这样便无法选用常规贴片的办法完成焚烧室的绝热，而选用了真空绝热成型技能。发起机壳体内绝热层产生脱粘的首要原因是壳体与绝热层之间、绝热层与绝热层之间残留有气体或许漏涂胶粘剂[2]。真空绝热成型技能研讨中改变了涂敷初粘力很强的胶粘剂张贴绝热层片材的成型办法，而施行在真空状况下对内绝热层全体加压热张贴防脱粘的真空绝热成型技能。发起机壳体内绝热层防脱粘的要害是排出壳体内腔气体，使之到达真空技能需求，并严厉操控排气技能及真空度。为此研发了专用设备，将组装了内绝热层部件的发起机壳体放入真空环境中，然后履行一系列技能操作，使绝热层预成型件处于真空状况，真空度可达50 Pa，然后在气囊保压条件下使绝热层与发起机壳体进行压紧热粘接。经真空绝热固化后的发起机壳体，超声波探伤标明无脱粘表象。真空绝热成型技能已成功在某些类型上得到运用，进步了该类固体火箭发起机的内绝热层成型功率和质量[3]。
1.2.2、真空模压排气技能
在固体火箭发起机绝热过程中，由于一些发起机内绝热构造杂乱，采取了模压技能。对构造杂乱的零部件，为了得到细密无气孔的预成型件，采取在真空条件下的模压技能[4]，在必定的真空压力下可获得质量合格的绝热模压件。
1.2.3、无溶剂衬层料浆真空除气脱水
在无溶剂衬层成型技能研讨中，曾利用真空技能对衬层料浆进行除气脱水处理。由于无溶剂衬层料浆粘度大，真空处理后，一方面可以削减衬层中的气孔，另一方面还可以脱去料浆中的水份，如果料浆中含微量的水份，衬层固化时，会在其内部构成小气孔。经过真空除气脱水处理可以使衬层细密均匀，有用增强了衬层本身的功能。用扫描电子显微镜调查研讨标明，真空除气脱水后的料浆做成的试片内部细密，天然面无气孔，真空处理后无溶剂衬层的力学功能明显进步。
1.3、真空技能在推进剂药柱成型中的运用
1.3.1、高能推进剂的真空混合
固体推进剂的混合是推进剂制作中的一个要害工序，混合的意图即是把很多的固体组分如氧化剂和铝粉等与少数的粘稠液体如粘合剂相混合，使固液界面潮湿，固体颗粒被杰出包覆，各组分涣散均匀共同，构成技能功能杰出的高粘度药浆。真空混合可以除去混在药浆里的气泡，又利于固体颗粒的包覆，然后可削减剪切力，进步混合功率;还可以抽除混合机内产生的挥发性易燃易爆气体和粉尘，有利于安全出产[1]。
1.3.2 推进剂料浆的真空浇注
推进剂药柱需求构造完好，药柱的外表和内部不得有孔隙、裂纹和海绵状疏松安排，药柱与焚烧室前、后封头间的粘结界面不得有脱粘闪现，否则会影响发起机的内弹道特性，严峻时会致使发起机爆破。在真空条件下，把推进剂药浆经过花板涣散成很多细药条，可以将推进剂药浆中混入的气体随时有用排出，然后浇入焚烧室中，然后使制得药柱中的气孔减到起码程度。在浇注过程中，发起机壳体放在真空缸内，随浇注技能的进行，药浆在不断脱气，真空浇注进步了推进剂药柱的质量，操控真空度也有利于保证药柱质量的重现性。真空技能是保证药柱无气孔、细密且具有杰出的力学功能和焚烧稳定性的重要技能。
1.3.3、大型焚烧室装药尾部人工脱粘层缝隙抽真空装药技能
大型焚烧室装药尾部人工脱粘层缝隙抽真空装药技能，由于此类型焚烧室翼型翼展大，人工脱粘层在装药行进行了封口处理，这致使焚烧室在推进剂料浆的真空浇注过程中，人工脱粘层与绝热层夹层间的真空压力大于焚烧室内腔的真空压力，终究致使人工脱粘层敏捷向焚烧室内腔兴起而与翼片接触，而人工脱粘层上喷涂有半硫化状况的衬层，装药翼片上涂有脱模剂，当人工脱粘层上的衬层接触翼片后，翼片上的脱模剂便粘附在衬层与推进剂的粘接界面上，形成药柱脱粘，继而对发起机正常作业形成影响;或许衬层粘在翼片上致使固化后推进剂翼槽上有衬层，这一方面影响了衬层与推进剂的粘接界面粘接功能，另一方面影响了推进剂的表观质量。大型焚烧室装药尾部人工脱粘层缝隙抽真空技能即是在焚烧室内腔抽真空前，先期对近似密封的尾部人工脱粘层缝隙抽真空，在真空浇注过程中坚持人工脱粘层与绝热层贴服，避免人工脱粘层兴起而形成一系列的质量问题。真空技能在固体发起机装药过程中体现了非常重要的效果。
1.4、真空技能在固体发起机总装检查中的运用
固体火箭发起机作业时内腔充满了高温高压燃气，而且处于动态燃气流条件下，作业条件极为恶劣。为保证发起机作业的高可靠性，对其密封功能有用进行检查是非常重要的。因此，发起机在总装后要进行有用的气密性检查试验。
真空检漏即是用必定的手法将示漏物质加到被检漏容器壁内部，用漏检仪器在被检漏容器壁的另一侧置疑有漏点的当地由活络元件检查经过漏孔逸出的示漏物质，然后可以在短时间内检查出工件的细小走漏，判定漏孔的存在、漏孔的大小和它的具体位置，并将这些信息传送给操作人员，然后区分出被测工件是不是合格。一起可以依照国标或出产技能需求任意设定各项查验参数及区分标准，然后到达检漏的意图，在固体火箭发起机总装时，对需求格外严厉的发起机的气密性检查，一般选用氦质谱检漏仪对细小漏孔进行定量检查。氦质谱检漏仪与发起机及辅佐部分连接如图1 所示。真空检漏要注意示漏物质的挑选。首要思考以下因素：①检漏仪器活络元件对示漏物质的活络程度;②示漏物质在空气中的含量要小;③示漏物质对检漏商品不能形成污染;⑤示漏物质不存在焚烧爆破、有毒有害、腐蚀等损害。固体火箭发起机总装气密检查选用了必定浓度的氦气作示漏气体。中国在固体火箭发起机装药气密检查方面运用了以氦气作示漏气体的氦质谱检漏技能,它是真空检漏活络度最高、运用最遍及的一种检漏技能，可以完成无损检漏。氦质谱检漏仪构造简单，具有操作保护方便、经济适用等特点，可以消除检查中的人为因素，完成检漏作业的标准化、高效化和自动化。
2、定论
真空技能已成功用于固体火箭发起机装药及总装检查范畴，在保证固体火箭发起机质量方面表现着重要效果。
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