Термическое разложение и горение динитрамида аммония (обзор)

Проведен обзор работ по термическому разложению и горению динитрамида аммония (ADN). В широком диапазоне внешних условий анализируются основные термические свойства и механизмы химических реакций в газовой и конденсированной фазах. Детально обсуждены структура волны горения и характеристики скорости горения. Выявлены специфические особенности горения ADN, и проведено сравнение с аналогичными свойствами других энергетических материалов. В частности, изучено влияние различных процессов в конденсированной и газовой фазах на чувствительность скорости горения по давлению и температуре. В конденсированной фазе разложение происходит по механизмам ADN $\to$ NH$_4$NO$_3$ + N$_2$O и ADN $\to$ NH$_3$ + HNO$_3$ + N$_2$O, где первый из перечисленных является основным. В газовой фазе преобладают механизмы ADN $\to$ NH$_3$ + HDN и ADN $\to$ NH$_3$ + HNO$_3$ + N$_2$O. Структура волны горения в газовой фазе в диапазоне давлений 5 $\div$ 20 атм включает в себя приповерхностную первичную зону пламени, темную зону при температуре 600 $\div$ 1000$^\circ$С и зону вторичного пламени с последующей темной зоной при 1000 $\div$ 1400$^\circ$С. При более высоких давлениях (60 атм и выше) наблюдается конечное пламя при температуре 1800$^\circ$С без температурных плато в темных зонах. Горение ADN устойчиво в диапазоне давлений 5 $\div$ 20 атм, и скорость горения зависит от давления по закону $r_b$ = 20.72 $p^{0.604}$ [мм/с] ($p$ = 0.5 $\div$ 2.0 МПа). Характеристики горения определяются экзотермическими реакциями в конденсированной фазе. При давлениях свыше 100 атм скорость горения следует закону $r_b$ = 8.50 $p^{0.608}$ [мм/с] ($p$ = 10 $\div$ 36 МПа). Горение устойчивое, и скорость горения определяется интенсивным теплоприходом из газовой фазы. В диапазоне 20 $\div$ 100 атм зависимость скорости горения от давления носит нерегулярный характер. Наблюдаемая нестабильность горения может быть приписана конкурирующему влиянию экзотермических реакций в конденсированной и газовой фазах на процессы на поверхности горения и результирующую скорость горения.