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针对弹射用燃气发生剂的需求,为实现燃气发生剂高燃速、低燃温、高产气量和低残渣量等要求的均衡,采用热力计算和实验研究相结合的方法,开展了燃气发生剂配方设计和性能优化研究。以燃速、燃烧温度、产气量和残渣率为主要指标,确定了基础配方中高氯酸铵（AP）、端羟基聚丁二烯（HTPB）和2,2-双（乙基二茂铁基）丙烷（GFP）的配比;研究了降温剂、多孔含能材料和含能盐化合物对燃气发生剂燃速、燃烧温度、产气量和残渣率的影响规律。研究结果表明,通过适当提高GFP的含量,可以使AP/HTPB基燃气发生剂的燃速升高。当GFP含量为3%wt时,AP/HTPB基燃气发生剂基础配方中AP∶HTPB∶GFP质量比为80∶17∶3时,燃气发生剂的理论燃烧温度为2124℃,10MPa下燃速为24.69mm·s-1,实测产气量为633.9L·kg-1,实测残渣率为7.64%wt,产气速率为36.72MPa·s-1。降温剂或含能盐化合物等量取代AP后,均可降低AP/HTPB基燃气发生剂的燃烧温度。其中,降温剂草酰胺（OXM）和含能盐化合物HN-M降温效果最显著。当OXM添加量为10%wt时,燃气发生剂的实测燃烧温度为1455℃。HN-M添加量为20%wt时,燃气发生剂的实测燃烧温度为1196℃。多孔含能材料PS3和偶氮盐HN-A等量取代AP后,均可有效提高AP/HTPB基燃气发生剂的燃速。多孔含能材料PS3添加量为4%wt时,10MPa下燃气发生剂的燃速达到30.45mm·s-1,比基础配方燃气发生剂的燃速增加5.76mm·s-1,升幅为23.33%。当HN-A含量为20%wt时,10MPa下燃气发生剂的燃速达到31.02mm·s-1,比基础配方燃气发生剂的燃速增加6.33mm·s-1,升幅为25.64%。多孔含能材料和含能盐化合物等量取代AP后,均可提高AP/HTPB基燃气发生剂的产气量。其中,多孔含能材料PS3和含氧酸盐HN-N2对燃气发生剂产气量的提高效果最显著。当PS3添加量为4%wt时,燃气发生剂的产气量为698.0L·kg-1,比基础配方燃气发生剂的产气量增加了64.1L·kg-1,升幅为10.1%。HN-N2添加量为20%wt时,燃气发生剂的产气量为705.0L·kg-1,比基础配方燃气发生剂的产气量增加了71.1L·kg-1,升幅为11.2%。降温剂、多孔含能材料和含能盐化合物等量取代AP后,AP/HTPB基燃气发生剂的残渣率逐渐升高。其中,含多孔含能材料PD2的燃气发生剂残渣率最低。PD2添加量为4%wt时,燃气发生剂的残渣率为7.73%wt。HN-A既可以提高燃气发生剂的燃速,又可以有效降低燃烧温度。当配方中AP∶HN-A∶HTPB∶GFP质量比为60∶20∶17∶3时,燃气发生剂的实测燃烧温度为1259℃,10MPa下燃速为31.02mm·s-1,实测产气量为693.4L·kg-1,实测残渣率为22.46%wt。