مواد پرانرژی
سال:1392 | دوره:8 | شماره:1 (پیاپی 18) |تعداد مقالات:14

در این مقاله ساختار تراک گازی در مخلوط با انرژی فعال سازی بالا که دارای ناحیه واکنش آشفته و بسته های نسوخته بزرگ در پشت جبهه می باشد، با استفاده از شبیه سازی دوبعدی در یک کانال، مورد بررسی قرار می گیرد. همچنین مراحل برخورد موج عرضی و نقطه سه گانه با دیواره کانال با استفاده از شبیه سازی با دقت بسیار بالا مطالعه می شود. منشا تشکیل بسته های نسوخته و مکانیزم مصرف آن ها در پشت جبهه تراک نیز مشخص می گردد. نتایج نشان می دهند که قبل از برخورد با دیواره، هنگامی که نقطه سه گانه با دیواره برخورد می کند، موج عرضی با بسته نسوخته درگیر می باشد. بعد از جدا شدن نقطه سه گانه از روی دیواره، موج عرضی با دیواره برخورد می کند. بعد از برخورد نقطه سه گانه با دیواره، ناحیه واکنش از شوک پیشرو جدا می شود و منجر به تشکیل بسته نسوخته بزرگ از گازهای اولیه می شود. انرژی آزاد شده از مصرف بسته های نسوخته در اثر اختلاط آشفته ناشی از ناپایداری های هیدرودینامیکی (ناپایداری ریچمیر - مشکوف و کلوین - هلمولتز) نقش موثری در آغازش دوباره تراک در انتهای سیکل سلولی دارد.

در این تحقیق تاثیر افزودنی هایی از قبیل آمونیوم اگزالات (AO) و مخلوط آمونیوم اگزالات/ استرانسیم کربنات (SC) بر پیشرانه های مرکب بر پایه AP/HTPB با آزمایش های سرعت سوزش، DTA، چگالی و دمای خوداشتعالی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان داد که با افزودن این مواد، سرعت سوزش این پیشرانه ها به طور ویژه ای کاهش می یابد. نتایج آنالیز حرارتی تفاضلی (DTA) و دمای خوداشتعالی نشان داد که دمای تجزیه AP و دمای خوداشتعالی به ترتیب با این افزودنی ها افزایش یافته است. حساسیت دمایی سرعت سوزش پیشرانه های مرکب بر پایه AP/HTPB، به میزان قابل توجهی با افزودن آمونیوم اگزالات یا مخلوط آمونیوم اگزالات/ استرانسیم کربنات کاهش می یابد. اثر آمونیوم اگزالات نسبت به مخلوط آمونیوم اگزالات/ استرانسیم کربنات کمتر می باشد. در پیشرانه های AP/HTPB/AO، کاهش میزان حرارت آزاد شده در سطح سوزش سبب کاهش حساسیت دمایی می شود. در پیشرانه های AP/HTPB/SC/AO اثر دوجانبه میان AO وSC ، سبب کاهش حرارت آزادشده و افزایش دمای سطح سوزش و کاهش حساسیت دمایی سرعت سوزش می شود. مقایسه نتایج این تحقیق با آنچه قبلا گزارش شده نشان داد که فرمولاسیون پیشرانه با 4% آمونیوم اگزالات حساسیت دمایی را به مقدار 4.8 درصد بیشتر کاهش داده است.

در این مقاله فرآیند ساخت پیشرانه های دوپایه سیم گذاری شده به روش اکسترودی مورد بحث و بررسی قرار گرفته و روش دقیق ساخت و عوامل موثر بر سرعت سوزش پیشرانه های سیم گذاری شده و انتخاب سیم مناسب جهت افزایش بیشتر در سرعت سوزش ارائه شده است. در این تحقیق ضمن پیشنهاد روشی برای ساخت پیشرانه دوپایه سیم گذاری شده به روش اکسترودی، نمونه هایی از پیشرانه سیم گذاری شده با سه نوع سیم با جنس های مس، فولاد و برنج و با قطر 0.25 mm ساخته شد و تحت آزمون سرعت سوزش به روش بمب کرافورد قرار گرفت. آزمایشات نشان داد که سیم های فلزی کار گذاشته شده در نمونه های ساخته شده به وسیله این فرآیند به صورت کاملا مستقیم و بدون هیچ گونه پیچ خوردگی و پارگی درون گرین پیشرانه قرار گرفته و سرعت سوزش پیشرانه های با یک سیم کار گذاشته شده نسبت به نمونه بدون سیم تا 3.9 برابر افزایش یافته است.

سوخت موشک JPX مخلوطی از سوخت دی متیل هیدرازین نامتقارن و یک سوخت هیدروکربنی تقریبا سبک می باشد. با توجه به وجود دی متیل هیدرازین نامتقارن و ترکیبات هیدروکربنی الفینی در سوخت JPX، انتشار بخارهای سوخت در هنگام شارژ باک موشک می تواند برای پرسنل مخاطره آمیز باشد. از طرفی پس از شارژ سوخت، جداره داخلی خطوط لوله و تجهیزات به سوخت مایع JPX آلوده می شود که از نظر ایمنی و زیست محیطی مشکل زا است. به همین دلیل امحا یا خنثی سازی بخارها و شستشوی تجهیزات شارژ توسط یک حلال مناسب ضروری است. با بررسی حلال های مختلف برای شستشوی تجهیزات، محلول %5 اتانول در آب برای این کار انتخاب شد. برای امحا و خنثی سازی بخارها نیز اکسیدکننده های مختلف بررسی شدند و در نهایت پرمنگنات پتاسیم انتخاب گردید نتایج نشان داد که واکنش اکسیداسیون مذکور شامل دو مرحله می باشد که واکنش اول احیای پرمنگنات به دی اکسید منگنز و واکنش دوم، واکنش احیای دی اکسید منگنز به یون منگنز (II) بود. نسبت مولی اکسیدکننده پرمنگنات پتاسیم به سوخت دی متیل هیدرازین برای امحای بخارهای دی متیل هیدرازین 0.506 به دست آمد. با فرض واکنش مرتبه دوم اکسیداسیون نسبت به دی متیل هیدرازین نامتقارن، ثابت سرعت واکنش مذکور در دمای 25 سانتی گراد 6.1 lit.mol-1min-1 به دست آمد. محصولات عمده واکنش اکسیداسیون شامل فرمالدهید دی متیل هیدرازون، دی متیل آمین، آمونیاک و آب بود.

نفوذ در اهداف بتنی و بتن - فولادی از اهمیت ویژه ای برای محققین صنایع دفاعی و غیردفاعی برخوردار می باشد، به علت پیچیده بودن فرآیند نفوذ، اکثر مطالعات انجام گرفته در این زمینه به صورت تجربی می باشد. در این پژوهش، عمق نفوذ یک پرتابه میله ای بلند در اهداف بتنی، با اصلاح مدل تحلیلی آلک سیوسکی - تیت (که قبلا برای اهداف فلزی مطرح شده است)، بررسی شده است. با توجه به اینکه استفاده از این مدل تحلیلی، مستلزم داشتن مقاومت دینامیکی هدف می باشد، یک رابطه تحلیلی برای مقاومت دینامیکی بتن بر اساس استحکام فشاری آن ارائه شده است، که این رابطه از انطباق دادهای تجربی و مدل تحلیلی استخراج شده است. همچنین با تعمیم این مدل برای اهداف چندلایه، عمق نفوذ پرتابه میله ای بلند در اهداف چندلایه غیرهمگن بتن - فولادی محاسبه شده است. در ادامه با استفاده از نرم افزار LS-DYNA مساله شبیه سازی شده و نتایج به دست آمده از حل تحلیلی و عددی با نتایج تجربی موجود مقایسه و تطابق خوبی حاصل شده است.

HNIW با نام شیمیایی 2، 4، 6، 8، 10، 12- هگزانیترو 2، 4، 6، 8، 10، 12- هگزاآزاایزوورتزیتان (که با نام متداولCL-20  شناخته می شود) در حال حاضر قوی ترین ماده منفجره غیرهسته ای است. این ترکیب که یک ماده پرانرژی با ساختار قفسی بوده در شرایط معمولی 4 ساختار بلوری (a، b، g و e) برای آن گزارش شده است که به آن ها پلی مورف هایCL-20  می گویند. هر یک از این پلی مورف ها در شرایط خاص دمایی و حلال به وجود می آیند. این فرم های بلوری حساسیت و چگالی متفاوتی دارند و فرم بلوری e-CL-20 به دلیل داشتن چگالی بیشتر و حساسیت کمتر برای مصارف نظامی مناسب تر است. بنابراین در این مقاله از دو روش (سنتز و تبلور) برای تهیه پلی مورف e-CL-20 استفاده شده است. در ضمن شرایط مختلف (اثرات حلال، دما و سرعت هم زدن) برای تهیه e-CL-20 با دانه بندی های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین بهترین روش از لحاظ خلوص، صرفه اقتصادی و زمان صرف شده برای تهیه e-CL-20 با دانه بندی های مختلف (بلورهای ریز کوچک تر از 20 mm و درشت بزرگ تر از 20 mm) معرفی شده است. بررسی ها نشان داده که برای تهیه فرم بلوری e-CL-20 به روش تبلور بهترین حلال به لحاظ نظری و عملی حلال اتیل استات است. ضدحلال های هپتان و کلروفرم نسبت به سایر ضدحلال ها برتری دارند. از تکنیک های اسپکتروسکوپی رامان، FTIR،SEM  و XRD برای شناسایی این فرم بلوری استفاده شده که شایان ذکر است که بهترین روش برای آنالیز فرم بلوری e-CL-20 روش XRD خواهد بود.

دو مدل شبه - استاتیکی موثر برای بررسی رفتار پیش و پسا - گسیختگی ورق های دایره ای گیردار تحت بارگذاری دفعی بر پایه تحلیل های حدی کرانه بالای تغییر شکل ارایه می گردد. در مدل اول، با فرض داشتن پروفیل نهایی به صورت یک مخروط که توسط حرکت شعاعی و عمودی یک مفصل تنهای پلاستیک محیطی در نوردیده است، خیز دائمی در حالت قبل از گسیختگی موضعی محاسبه می شود. در مدل دوم، با فرض تشکیل پروفیل نهایی به صورت گنبدی شکل، ساز و کار تغییر شکل از چندین مفصل محیطی با توزیع یکنواخت یا غیریکنواخت ناشی می شود. در این بخش حرکت بعد از جدایش ورق در لحظه ای که گسیختگی موضعی رخ می دهد نیز به حساب آمده است. با محاسبه انرژی های تغییر شکل پلاستیک، خیز دائمی قبل از جدایش محاسبه شد و تاثیر تعداد و توزیع مفصل ها بررسی گردید. از آنجایی که مقدار سرعت باقی مانده پس از جدایش می تواند نقش مهمی را در تصدیق درستی یک تخمین شبه - استاتیکی تغییر شکل در آستانه گذر از مود اول به دوم شکست ایفا کند، بنابراین با داشتن مقادیر انرژی مربوطه، مقدار این سرعت بدون نیاز به تحلیل دینامیکی برآورد گردید. در نهایت با مقایسه نتایج به دست آمده از مدل های ارایه شده با سایر کارها نظری و داده های آزمایشگاهی دیگران مطابقت خوب نتایج مشاهده گردید.