复合固体推进剂作为固体火箭发动机的动力源,其研究和生产一直都是各军事强国关注的重点,很多成果属核心技术,国内外先进的混合、浇注工艺并无公开报道。推进剂的混合是生产过程中一个非常重要的环节,西方国家主要采用真空立式混合机进行推进剂的混合,国内推进剂行业绝大部分也采用这种混合机,由于立式混合机叶片与推进剂间存在摩擦,加上近年来推进剂的各项技术指标一再刷新,配方中恶化生产工艺性能和安全性能的超细氧化物不断增加,推进剂生产的危险性增加,安全形势日益严峻。无桨混合机由于生产过程中不存在桨片的搅拌,大大减少了摩擦,与其他有桨搅拌式混合机相比,混合质量相当,但安全性显著提高,因此,随着航天工业的蓬勃发展,无桨混合机在推进剂的生产中必将占据越来越重要的地位。我国对无桨混合机的研究和设计正起步较晚,目前各项研究正处于起步阶段。无桨混合机的研究可以分为两个主要部分:无桨混合机理研究和无桨混合浇注一体化工艺技术研究,本文主要针对混合机理的研究进行了药浆流动规律的试验研究。由于国内外关于无桨混合机中药浆流动规律研究的资料很少,我国以前也没有开展过这方面的研究,因此,本文从一些基础的研究开始,对无桨混合机内药浆的流变特性和流动形态变化规律进行了研究。针对推进剂药浆流变特性不断变化的特点,设计了高塑性药浆流变特性试验,并测得了生产过程中各阶段药浆的流变数据。设计并编写了复合固体推进剂配方与性能数据库程序,该程序可以实现数据的储存和检索调用,方便以后计算和推导各个阶段推进剂的本构方程。在对混合过程进行物理建模和仿真计算之前需要对药浆流动的基本形式有所了解。药浆的混合过程前后持续将近三个小时,通过中间停机观察发现药浆的形态发生了很大变化,本文采用中间观察和理论分析相结合的方法对流态变化规律进行了研究。借助相关硬件,设计和搭建了现场振动信号测试系统,采集了无桨混合机转轴上的振动信号。编制了相应分析软件,提取了振动信号的谱特征,研究了各阶段药浆特定流动形态和谱特征之间的对应关系,对混合过程中药浆的流态变化有了基本的了解。本文的工作是无桨混合机设计和研究的基础,为以后的研究奠定了基础。