NEPE推进剂因相对于应用最广的端羟基聚丁二烯推进剂(HTPB推进剂)具有更高的能量,故也称为高能推进剂。
由于作为增塑剂的液体硝酸酯品种较多,如硝化甘油(NG)、1,2,4-丁三醇三硝酸酯(BTTN)、一缩二乙二醇二硝酸酯(DEGDN)、二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)、三羟甲基乙烷三硝酸酯(TMETN)等,聚醚类聚合物品种也较多,如聚乙二醇(PEG)、环氧乙烷和四氢呋喃共聚醚(PET)、聚叠氮缩水甘油(GAP)、聚3,3-双(叠氮甲基)氧丁环(Poly-BAMO)、3,3-双(叠氮甲基)氧丁环-四氢呋喃共聚醚(PBT)、聚硝酸酯缩水甘油(PGN)等,因此,按传统的黏合剂分类方法,NEPE推进剂可分为PEG推进剂、PET推进剂、GAP推进剂、PBT推进剂、PGN推进剂等。NEPE推进剂的主要组分除前述硝酸酯类液体增塑剂和聚醚类聚合物外,还有氧化剂高氯铵(AP)、金属燃料铝粉(Al)、高能添加剂奥克托金(HMX)或黑索金(RDX)、六硝基六氮杂异伍尔兹烷(CL-20)以及抑制硝酸酯分解的安定剂等。
NEPE推进剂的研制可以追溯到20世纪70年代初期,为了克服双基推进剂能量偏低而复合推进剂难以消除其一次烟或二次烟的问题,美国赫克里斯公司基于硝酸酯增塑的聚氨酯黏合剂,首先开发出了可用于战术火箭系统的高能微烟推进剂。1979年开始服役的“三叉戟”C4型潜射弹道导弹,其三级主发动机都使用了由赫克里斯公司研制的、采用硝化甘油(NG)塑化并基于聚乙二醇乙二酸酯聚合物-二异氰酸酯体系的交联改性双基(XLDB)推进剂。在此基础上,采用NG和BTTN混合硝酸酯并基于PEG聚合物体系的NEPE推进剂发展趋于成熟,并随三叉戟-Ⅱ(D5)型潜射弹道导弹于1989年正式服役。这是战略导弹固体发动机领域中得到应用的、能量最高的固体推进剂品种,实际比冲达到2499牛·秒/千克(255秒),密度大于1.85克/厘米3。
NEPE推进剂的制造过程同样采用传统的复合固体推进剂制造工艺,包含称量、混合、浇注、固化、脱模及整形等工序。不过,NEPE推进剂中由于加入了大量的硝酸酯增塑剂和较高含量的高能炸药,加上固体填料含量只有75%左右,NEPE推进剂的制造过程有别于常用的HTPB推进剂。因硝酸酯类增塑剂非常危险,必须先将增塑剂与聚合物进行预处理以降低操作过程的危险性,同时推进剂混合设备只能采用立式混合机以避免硝酸酯渗入卧式混合机的转动轴中。选择工艺参数时应确保键合剂发挥功效并防止固体颗粒沉降分层,同时保证推进剂药浆有合适的工艺适用期。
基于硝酸酯增塑的聚氨酯黏合剂体系的高能微烟的特点,推进剂最初是为战术火箭系统研制的,在此基础上研制的采用混合硝酸酯增塑的PEG型NEPE推进剂由于能量性能高、力学性能好,已应用在海基的三叉戟-Ⅱ(D5)及陆基的和平保卫者(MX)、侏儒等战略导弹固体发动机中。当取消或减少NEPE推进剂中的金属燃料铝粉的含量时,可以实现高能微烟或少烟目标,故NEPE推进剂也可用于陆军导弹武器系统中。