陸志猛，郭 翔，李洪旭，胡期偉

(湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所，湖北 襄陽 441003)

固體推進(jìn)劑是各類戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈武器以及大型運(yùn)載助推系統(tǒng)用固體火箭發(fā)動機(jī)的動力源，是航天、航空、兵器、船舶、核等國防工業(yè)部門共用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵材料。固體推進(jìn)劑用于火箭發(fā)動機(jī)，具有運(yùn)載能力強(qiáng)、準(zhǔn)備時(shí)間短、可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)，是導(dǎo)彈武器和大型運(yùn)載助推系統(tǒng)的共用技術(shù)、支撐技術(shù)，也是戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈固體動力更新?lián)Q代的主要特征依據(jù)，對提高導(dǎo)彈武器裝備的機(jī)動性能、生存與突防能力、射程與綜合作戰(zhàn)效能等具有重大影響，直接推動導(dǎo)彈武器裝備動力系統(tǒng)的更新?lián)Q代。

隨著國家安全面臨的形勢日益嚴(yán)峻，戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)武器及大型運(yùn)載系統(tǒng)的需求也不斷快速增長，高性能固體推進(jìn)劑安全、高效制造工藝已成為影響其發(fā)展的重要因素。本文簡要介紹固體推進(jìn)劑工藝及裝備的研究現(xiàn)狀，并從推動技術(shù)發(fā)展的角度出發(fā)，提出對未來發(fā)展的建議。

1 固體推進(jìn)劑裝藥工藝

固體發(fā)動機(jī)就是采用固體推進(jìn)劑的火箭發(fā)動機(jī)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，典型的固體發(fā)動機(jī)包括點(diǎn)火裝置、噴管和燃燒室等3個(gè)部件，其中燃燒室通常由殼體、絕熱層(含人工脫粘層)、固體推進(jìn)劑和襯層等4種部件(材料)組成。固體發(fā)動機(jī)裝藥制造工藝主要針對與固體推進(jìn)劑有關(guān)的燃燒室制造過程，主要是指除殼體制造以外的殼體絕熱、襯層涂(包)覆和固體推進(jìn)劑成型等工藝過程[1]。固體發(fā)動機(jī)裝藥制造工藝隨著固體推進(jìn)劑形狀、性質(zhì)、用途的不同而異。固體推進(jìn)劑屬于熱固性推進(jìn)劑，與熱塑性推進(jìn)劑不同，其成型過程是化學(xué)交聯(lián)反應(yīng)，具有不可逆特點(diǎn)。固體推進(jìn)劑的制造工藝主要是利用高分子預(yù)聚物在一定溫度下，通過與交聯(lián)劑、固化劑等的化學(xué)反應(yīng)形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將顆粒狀的固體氧化劑和金屬燃料包裹并與交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)粘接起來形成具有粘彈特性的結(jié)構(gòu)材料。典型固體發(fā)動機(jī)裝藥工藝流程如圖1所示。

圖1 典型固體發(fā)動機(jī)裝藥工藝流程

2 典型裝備的技術(shù)現(xiàn)狀

固體推進(jìn)劑裝藥工藝主要有原材料裝備、預(yù)混、混合、澆注、固化、脫模和整形等，對應(yīng)工藝設(shè)備有自動上料過篩稱量系統(tǒng)、預(yù)混機(jī)、混合機(jī)、澆注系統(tǒng)、烘箱、脫模機(jī)和整形設(shè)備等。本文重點(diǎn)介紹固體推進(jìn)劑的混合設(shè)備。固體推進(jìn)劑混合是指采用特種專用設(shè)備將各類含能和功能材料通過混合變成具有一定流動流平性藥漿的過程。由于固體推進(jìn)劑具有易燃、易爆特點(diǎn)，加上固體推進(jìn)劑中固體組分含量高達(dá)90%，同時(shí)大部分固體組分又具有危險(xiǎn)性，使得混合過程成為固體推進(jìn)劑制造工藝中的關(guān)鍵安全防范工序和控制環(huán)節(jié)[2]。近些年來，國內(nèi)固體推進(jìn)劑生產(chǎn)企業(yè)在固體推進(jìn)劑生產(chǎn)過程中發(fā)生多起安全事故，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡?？梢哉f，混合工藝是固體火箭發(fā)動機(jī)制造過程中最危險(xiǎn)的工藝，大部分的固體推進(jìn)劑安全事故均發(fā)生在混合過程，隨著混合機(jī)裝藥量的增加，安全風(fēng)險(xiǎn)和安全防護(hù)難度急劇增大。以固體推進(jìn)劑為代表的專用混合設(shè)備分類主要如圖2所示。

圖2 固體推進(jìn)劑混合設(shè)備分類

2.1 有槳間歇混合設(shè)備

固體推進(jìn)劑有槳間歇混合設(shè)備先使用臥式混合機(jī)，隨著技術(shù)發(fā)展，逐漸轉(zhuǎn)向立式混合機(jī)。雙臂臥式混合機(jī)有2個(gè)槳葉，水平布置，槳葉結(jié)構(gòu)一般采用西格瑪槳葉(見圖3)。臥式混合機(jī)混合體積最小為1 L，最大可達(dá)6 m3。由于臥式混合機(jī)混合含能材料時(shí)，混合物料和軸承位直接接觸，容易產(chǎn)生過度摩擦，已發(fā)生多起安全事故。

圖3 臥式混合機(jī)

國內(nèi)外生產(chǎn)混合設(shè)備的廠家較多，各種混合機(jī)性能水平不斷提升。固體推進(jìn)劑混合設(shè)備經(jīng)歷了由臥式混合機(jī)向立式混合機(jī)過渡的過程，隨著固體推進(jìn)劑制造業(yè)的迅速發(fā)展，1962年，美國貝克泊金斯公司(Baker Perkins inc)首先研制成450加侖(約1700 L)雙槳葉行星式混合機(jī)，后來立式混合機(jī)被逐步用于固體推進(jìn)劑的混合工藝。1970年，德國依卡(IKA)公司成功研制槳葉可升降、液壓系統(tǒng)驅(qū)動的雙槳葉行星式混合機(jī)。1982年美國航空噴氣公司在立式混合機(jī)混合固體推進(jìn)劑時(shí)，率先采用計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了重要工藝參數(shù)的自動可控，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量大大提高，遠(yuǎn)距離自動控制簡化了操作，提高了可靠性和安全性。

進(jìn)入21世紀(jì)后，瑞士INGTEC公司收購了德國IKA公司立式混合機(jī)業(yè)務(wù)，INGTEC公司技術(shù)實(shí)力大增，在立式混合機(jī)混合設(shè)備領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)國際領(lǐng)先。近幾年，INGTEC公司立式混合機(jī)具有如下特點(diǎn)：1)2個(gè)槳葉配置獨(dú)立可調(diào)的驅(qū)動，這種驅(qū)動方式中的2個(gè)槳葉可以任意調(diào)整選擇合適的轉(zhuǎn)速，可以有效防止混合過程中物料“爬槳”現(xiàn)象，這也使得在制定混合工藝時(shí)可以更加靈活，當(dāng)混合物料粘度降低時(shí)，中心槳葉可高速運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)混合物料粘度增大時(shí)，中心槳葉會相應(yīng)減速，這就防止了混合過程中物料向上的堆積；2)固體推進(jìn)劑藥漿實(shí)現(xiàn)加壓底部出料；3)溫度監(jiān)控使用紅外傳感器，測溫快速、準(zhǔn)確；4)氧化劑可按設(shè)定多次分批稱量和自動加料，有效保證藥漿混勻，降低工藝危險(xiǎn)。

法國圭亞娜推進(jìn)劑工廠裝有2臺1800加侖(約6800 L)三槳立式混合機(jī)(見圖4)，20世紀(jì)90年代建成投產(chǎn)，主要用于大型固體火箭發(fā)動機(jī)的裝藥，可同時(shí)混合約12 t復(fù)合固體推進(jìn)劑[3]。

圖4 6800 L立式混合機(jī)

1968年，為滿足我國固體推進(jìn)劑事業(yè)發(fā)展，在國外對該技術(shù)的封鎖下，國家啟動重要工程，周恩來總理親自指揮和策劃，組織全國300多位專家進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，成功研制出6臺以電機(jī)+減速器方式驅(qū)動的2000 L立式混合機(jī)，配備到國內(nèi)各固體推進(jìn)劑研制單位。因國內(nèi)局勢，立式混合機(jī)研制技術(shù)停滯近20年。20世紀(jì)80年代中期，航天系統(tǒng)因固體推進(jìn)劑事業(yè)發(fā)展需要，開始自主研制立式混合機(jī)。國內(nèi)生產(chǎn)固體推進(jìn)劑混合設(shè)備的廠家主要隸屬于中國航天科技集團(tuán)有限公司。

立式混合機(jī)技術(shù)不斷向前發(fā)展，主要體現(xiàn)在自動化、在線檢測和高安全[4]。在自動化方面，配置先進(jìn)的自主導(dǎo)航技術(shù)可實(shí)現(xiàn)混合前后工序自動銜接；在線檢測方面，可采用紅外熱成像儀、高速記錄儀、近紅外光譜分析儀、高速采集系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)在線檢測；在高安全方面，快速減壓系統(tǒng)可降低事故發(fā)生時(shí)的破壞性，加強(qiáng)聯(lián)鎖控制功能設(shè)計(jì)可消除操作員在工作中因錯(cuò)誤操作帶來的影響，提升了立式混合機(jī)的安全性和可靠性。

2.2 典型連續(xù)混合設(shè)備

固體推進(jìn)劑的連續(xù)混合設(shè)備有雙螺桿連續(xù)混合機(jī)、基于拉伸流變的連續(xù)混合系統(tǒng)、多腔混合機(jī)和蠕動混合機(jī)。國內(nèi)外學(xué)者開展了多腔混合機(jī)和蠕動混合機(jī)大量試驗(yàn)研究工作，未得到工程化應(yīng)用，其特點(diǎn)簡要如下。

多腔混合機(jī)主要通過將混合過程分成多個(gè)獨(dú)立的模塊，進(jìn)而根據(jù)混合工藝或客戶的定制需求，實(shí)現(xiàn)模塊間的柔性匹配，德國IKA公司研制的CONTERNA如圖5所示。西安近代化學(xué)研究所近幾年從事多腔混合技術(shù)研究，將含能材料的混合過程分為進(jìn)料、混合、出料等，并分別配置獨(dú)立的腔室。每個(gè)腔室有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，可以控制溫度、轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)，進(jìn)而適應(yīng)不同體系物料的混合[5]。

圖5 多腔式連續(xù)混合機(jī)

蠕動混合機(jī)主要基于腸的蠕動原理，2015年，S. Yoshihama研制了蠕動混合機(jī)(見圖6)，并通過實(shí)驗(yàn)證明了其可用于較高粘度的固液體系的物料輸送和混合[6]。

蠕動混合物料輸送過程如圖7所示，主要有輸送、混合和轉(zhuǎn)運(yùn)等工藝過程。蠕動混合時(shí)，擠壓板通過膠管擠壓物料，物料在受到多次擠壓后，內(nèi)部不同組分之間相互運(yùn)動，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物料混合均勻。

圖7 蠕動輸送示意圖

本文重點(diǎn)從雙螺桿連續(xù)混合系統(tǒng)和基于拉伸流變的雙轉(zhuǎn)子連續(xù)混合系統(tǒng)等兩類系統(tǒng)來介紹連續(xù)混合設(shè)備。

2.2.1 雙螺桿連續(xù)混合機(jī)

雙螺桿混合機(jī)主要通過2個(gè)具有捏合關(guān)系的螺桿同向或異向轉(zhuǎn)動，在混合機(jī)內(nèi)形成剪切力，并通過螺桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和螺桿與混合機(jī)內(nèi)壁的間隙來實(shí)現(xiàn)物料的混合[7]。在工程應(yīng)用方面，從1930年開始，雙螺桿擠出技術(shù)用于塑料行業(yè)，1950年開始，雙螺桿混合技術(shù)用于推進(jìn)劑混合裝藥行業(yè)，結(jié)合固-液物料體系高粘度的特性，混合機(jī)需要設(shè)置不同的功能用于物料輸送、捏合等。雙螺桿混合機(jī)捏合模塊中螺桿的技術(shù)參數(shù)：直徑≤300 mm，長徑比≤100，轉(zhuǎn)速≤500 r/min。

20世紀(jì)60年代開始，美國多家公司嘗試開展推進(jìn)劑連續(xù)混合工藝技術(shù)，裝藥能力近2 t/h，在1960—1965年期間，僅應(yīng)用于“北極星”二級發(fā)動機(jī)裝藥就達(dá)8×103t，產(chǎn)品合格率由94.3%提高到95.8%。近40年，歐盟投入大量人力、物力開展雙螺桿連續(xù)混合工藝技術(shù)研究，2005年，赫拉克利公司建成一個(gè)200 kg/h中試規(guī)模的實(shí)驗(yàn)設(shè)備(見圖8)。2016年，赫拉克利公司開展固體推進(jìn)劑產(chǎn)能可達(dá)4 t/h的大型雙螺桿連續(xù)混合系統(tǒng)研制[8]。

圖8 雙螺桿連續(xù)混合中試設(shè)備

國內(nèi)火炸藥行業(yè)對雙螺桿技術(shù)研究工作開始于20世紀(jì)90年代，國內(nèi)主要在單(雙)基藥、發(fā)射藥等領(lǐng)域開展雙螺桿連續(xù)混合擠出工藝實(shí)驗(yàn)研究和安全性分析，對于固體推進(jìn)劑的雙螺桿混合工藝研究報(bào)道較少。

何吉宇等在雙螺桿擠出雙基推進(jìn)劑假藥實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)機(jī)筒第一段的溫度是影響推進(jìn)劑混合物質(zhì)量的最主要因素[9]。席海軍等開展了雙螺桿塑化擠出單基藥成型實(shí)驗(yàn)，指出口模結(jié)構(gòu)是影響產(chǎn)品密度的最主要因素[10]。李曉東等開展了雙螺桿混合超高燃速推進(jìn)劑假藥實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明調(diào)節(jié)雙螺桿混合的溫度、轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)可以調(diào)控假料的密度[11]。陳新民等開展了雙螺桿連續(xù)混合PBX炸藥的安全性技術(shù)研究，認(rèn)為合理設(shè)計(jì)螺桿結(jié)構(gòu)、增加防靜電措施等可以提升安全性[12]。

與國外發(fā)達(dá)國家形成的以雙螺桿為核心的含能材料柔性制造技術(shù)體系相比，國內(nèi)在雙螺桿連續(xù)混合固體推進(jìn)劑的成套工藝設(shè)備研究較少，為滿足國內(nèi)大助推裝藥需求，“十三五”至今，國內(nèi)大力研發(fā)連續(xù)化混合工藝技術(shù)，計(jì)劃在“十五五”末期，連續(xù)混合技術(shù)可用于型號產(chǎn)品研制。

2.2.2 拉伸流變連續(xù)混合系統(tǒng)

拉伸流變是高分子材料的新型加工技術(shù)，傳統(tǒng)的高分子材料加工主要采用以螺桿為標(biāo)志的技術(shù)及裝備，物料在螺桿剪切力作用下產(chǎn)生與輸運(yùn)方向接近垂直的速度梯度，流場表現(xiàn)出剪切流變行為。拉伸流變技術(shù)在混合或輸送物料過程中，物料隨輸運(yùn)體積變化承受壓縮與釋放作用，產(chǎn)生與輸運(yùn)方向接近一致的速度梯度，流場表現(xiàn)出拉伸流變行為(見圖9)，實(shí)現(xiàn)了高分子材料連續(xù)混合、擠出過程中由傳統(tǒng)的剪切形變?yōu)橹鲗?dǎo)轉(zhuǎn)化為拉伸形變作用為主導(dǎo)[13-24]。

圖9 從基于剪切流變到基于拉伸流變塑化輸運(yùn)原理的創(chuàng)新

2020年，華南理工大學(xué)吳浩博士開展了固體推進(jìn)劑假藥拉伸形變連續(xù)混合實(shí)驗(yàn)研究，采用自制設(shè)備(見圖10)成功實(shí)現(xiàn)了固體推進(jìn)劑假藥的混合，指出：拉伸流變連續(xù)混合的推進(jìn)劑假藥制備成藥條后，檢測其密度標(biāo)準(zhǔn)差為0.007 g/cm3，混合效果較好[25]。

圖10 固體推進(jìn)劑拉伸流變連續(xù)混合裝備

2.3 新型無槳混合設(shè)備

2.3.1 離心混合機(jī)

離心混合機(jī)是主要通過混合容器的公轉(zhuǎn)和高速自轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)物料混合，由于整體旋轉(zhuǎn)速度較高，一般混合容器的容積較小，目前較大規(guī)格混合容器的有效容積僅5 L[26]，工作原理如圖11所示。2013年，湖北航天化學(xué)技術(shù)研究所徐海元等采用離心混合機(jī)開展了固體推進(jìn)劑的混制，在2 000 r/min的高轉(zhuǎn)速下，物料混合均勻所需時(shí)間小于10 min。但由于離心混合機(jī)的高轉(zhuǎn)速要求，大型設(shè)備很難研制，難以滿足大批量固體推進(jìn)劑的研制需求[27]。

情況 3 u1,…,u10的顏色當(dāng)中互不相同的僅有3種,不妨設(shè)f(ui1,2,3, i=1,2,…,10,則當(dāng)C(vj)是2-子集時(shí),C(vj)不包含顏色1,2或3且每個(gè)C(vj)都不是{1,2,3},從而{1,2,3,4,5,6}中能夠成為Y中點(diǎn)的色集合的數(shù)目為當(dāng)45≤n≤90時(shí),45個(gè)集合不能區(qū)分Y中的n個(gè)頂點(diǎn),得出矛盾。令C=C1∪C2∪C3,其中:

圖11 離心混合機(jī)

2.3.2 重力混合機(jī)

重力混合機(jī)(見圖12)是將待混物料裝入混合容器，混合容器在多維驅(qū)動力的作用下進(jìn)行三維運(yùn)動，物料跟隨混合容器的運(yùn)動，在自身重力作用下，物料之間不斷對流、混合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)物料混合均勻。重力混合機(jī)一般結(jié)構(gòu)簡單，混合過程中沒有強(qiáng)烈的槳葉作用，物料受力較小，混合過程安全可靠。但是，重力混合過程顆粒運(yùn)動交換較慢，且物料粘度較大后，容易粘附在混合容器內(nèi)壁，單一的重力小于粘附力，因此重力混合機(jī)很少用于混合粘度較大的物料。

圖12 重力混合機(jī)

2.3.3 聲共振混合機(jī)

聲共振混合機(jī)是在共振條件下，使混合容器及物料在垂直方向上產(chǎn)生高加速度(高達(dá)980 m/s2)振動，實(shí)現(xiàn)多種物料的高效混合?；旌线^程物料運(yùn)動如圖13所示，在混合過程中，系統(tǒng)的電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動或直線運(yùn)動產(chǎn)生的機(jī)械能通過彈簧質(zhì)量塊系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成振動平臺的低頻振動能。圖13所示密閉容器在低頻共振條件下，物料在軸向方向產(chǎn)生振動，產(chǎn)生無數(shù)個(gè)微混合區(qū)，每個(gè)微混區(qū)的直徑約50 μm。對于含流體物料的混合，系統(tǒng)聲學(xué)現(xiàn)象促進(jìn)物料混合；對于固-固物料的混合，物料顆粒間的碰撞促進(jìn)混合。在固-固物料的混合過程中，固體顆粒的碰撞運(yùn)動效果與振幅、頻率以及加速度等因素密切相關(guān)。在共振條件下，顆粒物料之間形成無數(shù)個(gè)無序的混合區(qū)，同時(shí)也產(chǎn)生大混合區(qū)，自動檢測和控制使系統(tǒng)達(dá)到并保持共振狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)最佳的混合效果。

圖13 聲共振混合機(jī)原理

在聲共振混合相關(guān)技術(shù)研制方面，國內(nèi)目前尚處于技術(shù)的初始階段，在可用于含能材料放大生產(chǎn)的中大型聲共振混合機(jī)設(shè)備研制方面處于空白，在基于聲共振混合含能材料工藝技術(shù)研究方面處于探索階段，尚未形成切實(shí)可行的工藝體系；在混合過程仿真技術(shù)上，逐步開始進(jìn)行研究。需進(jìn)一步開展新型設(shè)備混合固體推進(jìn)劑的機(jī)理研究，探究混合工藝過程與混合均勻性、安全性及固體推進(jìn)劑綜合性能的關(guān)系，以達(dá)到提高混合均勻性、安全性及固體推進(jìn)劑綜合性能的目的。

3 技術(shù)發(fā)展趨勢和建議

3.1 技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1.1 高安全工藝和裝備

通過高安全工藝、裝備技術(shù)研究，構(gòu)建高安全系統(tǒng)(見圖14)。利用聲共振混合機(jī)的無槳混合原理，可以實(shí)現(xiàn)將單發(fā)或多發(fā)小型發(fā)動機(jī)殼體直接作為混合容器，這樣會帶來固體推進(jìn)劑制造工藝的顛覆性進(jìn)步，使固體推進(jìn)劑等危險(xiǎn)材料的混合和澆注過程一體化，大幅度提高生產(chǎn)過程的安全性和生產(chǎn)能力。立式混合機(jī)開展毫秒級降壓、異物預(yù)警、故障隱患防錯(cuò)預(yù)警和關(guān)鍵工藝參數(shù)高速采集等技術(shù)研究，提前對安全事故進(jìn)行預(yù)測，即使極端情況下出現(xiàn)安全事故，也能將事故降低在燃燒層面，減少事故損失。

圖14 高安全系統(tǒng)

固體推進(jìn)劑工藝裝備會在自動化、連續(xù)化和數(shù)字化等方面得到快速發(fā)展。自動化方面，開展工藝自動化和設(shè)備自動化2個(gè)維度的研究工作，通過先進(jìn)技術(shù)的快速應(yīng)用加快自動化步伐；連續(xù)化方面，加快新型技術(shù)的推廣，如在聲共振混合模塊上端集成各自自動加料系統(tǒng)(見圖15)，加料系統(tǒng)連續(xù)將各種物料精確加入由若干導(dǎo)流板和隔板組合形成的若干個(gè)混合腔室，同時(shí)導(dǎo)流板的斜坡結(jié)構(gòu)可以讓物料自上向下運(yùn)動，并從斜坡低端的孔洞流入下層腔室，可在下層腔室繼續(xù)混合，直到從出料槽流出；各種物料從上板的進(jìn)料連續(xù)加入，經(jīng)該裝置混合后，從出料槽流出，實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)、高效混合。

圖15 連續(xù)化混合

3.1.3 數(shù)字化和智能化

數(shù)字化方面，在產(chǎn)品研發(fā)的過程中，可以虛擬構(gòu)建產(chǎn)品數(shù)字化模型，對其進(jìn)行仿真測試和驗(yàn)證。生產(chǎn)制造時(shí)，可以模擬設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，還有參數(shù)調(diào)整帶來的變化，能夠有效提升產(chǎn)品的可靠性和可用性，同時(shí)降低產(chǎn)品研發(fā)和制造風(fēng)險(xiǎn)，如在立式混合過程中，通過計(jì)算或采集、實(shí)時(shí)/準(zhǔn)實(shí)時(shí)顯式液位、粘度、剪切、應(yīng)力等參數(shù)或參數(shù)分布(見圖16)。智能化方面，加強(qiáng)火炸藥制造技術(shù)與新一代信息技術(shù)的深度融合，直接利用大數(shù)據(jù)和人工智能等最先進(jìn)技術(shù)，讓制造系統(tǒng)通過深度學(xué)習(xí)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)和遷移學(xué)習(xí)等具備“學(xué)習(xí)”能力，實(shí)現(xiàn)制造工藝全流程網(wǎng)絡(luò)化和智能化。

a) 實(shí)時(shí)混合過程

3.2 發(fā)展建議

3.2.1 加強(qiáng)頂層策劃

國外在固體推進(jìn)劑工藝裝備研發(fā)上，依托新一代發(fā)動機(jī)需求，美國和法國聯(lián)合研制、歐盟各國利用各自優(yōu)勢，分模塊聯(lián)合研制。為推進(jìn)高端裝備技術(shù)發(fā)展，提高火炸藥工藝裝備的技術(shù)水平，建議國內(nèi)加強(qiáng)頂層策劃，成立面對行業(yè)的“火炸藥工藝裝備創(chuàng)新中心”，統(tǒng)籌制定工藝裝備技術(shù)發(fā)展，推行關(guān)鍵裝備目錄許可制度。

3.2.2 推動行業(yè)協(xié)同

國內(nèi)各軍工單位獨(dú)立開展先進(jìn)裝備的研發(fā)，單位之間缺乏協(xié)作性，建議在“火炸藥工藝裝備創(chuàng)新中心”的牽引下，推動火炸藥行業(yè)協(xié)同，從安全、可靠、高效、低成本及環(huán)保等方面對工藝裝備發(fā)展編制五年或十年的發(fā)展規(guī)劃。

3.2.3 激勵政策引導(dǎo)

加快先進(jìn)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)制定，推動民用行業(yè)的先進(jìn)視覺、感知、無線傳輸?shù)燃夹g(shù)的快速推廣應(yīng)用，通過先進(jìn)技術(shù)示范試點(diǎn)、先進(jìn)技術(shù)探索應(yīng)用等加快新技術(shù)在火炸藥行業(yè)的應(yīng)用推廣；制定鼓勵性政策，加大先進(jìn)工藝裝備的研發(fā)投入，讓設(shè)備使用方和制造方同時(shí)享有先進(jìn)裝備推廣應(yīng)用的后補(bǔ)助等，鼓勵關(guān)鍵工藝裝備實(shí)現(xiàn)全生命周期的維護(hù)服務(wù)。

4 結(jié)語

筆者簡要介紹了固體推進(jìn)劑裝藥工藝，重點(diǎn)介紹固體推進(jìn)劑的混合設(shè)備，主要包括有槳間歇混合設(shè)備、連續(xù)混合設(shè)備和新型無槳混合設(shè)備，指出在聲共振、連續(xù)混合等裝備研發(fā)和應(yīng)用上與國外有較大差距。本文最后從高安全工藝和裝備、自動化和連續(xù)化、數(shù)字化和智能化等方面簡要介紹工藝裝備的技術(shù)發(fā)展趨勢，并建議成立“火炸藥工藝裝備創(chuàng)新中心”，實(shí)行關(guān)鍵裝備目錄許可制和先進(jìn)裝備推廣后補(bǔ)助等政策，加速推進(jìn)高端混合裝備研發(fā)和工程化應(yīng)用。