علوم و فناوری های پدافند نوین
سال:1398 | دوره:10 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

بررسی کاهش سطح مقطع راداری از موضوعات مهم تحقیقاتی در سال های اخیر است. پنهان سازی پلاسما پایه، از روش های کاهش سطح مقطع راداری است که در آن، موج الکترومغناطیسی رادار، در طی برخوردهایی بین ذرات باردار در لایه پلاسمایی پوشاننده ساختار، میرا شده و میزان موج برگشتی آن کاهش می یابد. در این مقاله، نخست به مرور جامع پنهان سازی بر پایه پلاسما پرداخته ایم. از کد MCNPX، برای محاسبه چگالی الکترون هوا ناشی از ایزوتوپ های آلفازا در شرایط STP استفاده شده است. سپس، سطح مقطع راداری یک صفحه تخت رسانا، در حضور و عدم حضور پوشش پلاسمایی ایجادشده به وسیله هسته های آلفازا، با استفاده از روش حل FEM با نرم افزارCST شبیه سازی شده است. مهم ترین جنبه تحقیقاتی این طرح، تلاش برای بهینه سازی کاهش سطح مقطع راداری با تغییر پارامترهای پلاسمای ایجادشده به وسیله هسته های پرتوزا است. نتایج به دست آمده کاهش 7 تا 11 دسی بل را در سطح مقطع راداری در بازه فرکانسی معمول راداری 2 تا 12 گیگاهرتز نشان می دهند.

هدایت لیزری، یکی از روش های متداول در هدایت تسلیحات است. این روش به دلیل دقت بالا و امکان نقطه زنی، به طور وسیعی در جنگ های نوین مورداستفاده قرار می گیرد. قسمت اصلی این تسلیحات، جستجوگر لیزری آن هست که با توجه به باریکه های بازتابی از هدف، هدایت تسلیحات تا اصابت به هدف را بر عهده می گیرد. در پدافند این نوع از تسلیحات، لیزر بازتابی دومی برای فریب به طرف جستجوگر ارسال می گردد تا باعث انحراف مسیر تسلیحات از مسیر اصلی به سمت هدف کاذب گردد. در این مقاله برای به دست آوردن مشخصات لیزر فریب، ابتدا رفتار آشکارساز تسلیحات جستجوگر لیزری شبیه سازی شد. سپس سامانه تسترآشکارساز، طراحی و پیاده سازی گردید. بر اساس شبیه سازی و آزمون های انجام شده، اطلاعاتی در مورد ابعاد توان و زمان ارسال باریکه لیزر فریب به دست آمد و مشخص شد که تغییر ابعاد باریکه لیزر فریب نسبت به باریکه اصلی هیچ تاثیری بر عملکرد آشکارساز ندارد و برای فریب آشکارساز تسلیحات هدایت شونده لیزری، تنها توان باریکه لیزر فریب را نسبت به باریکه لیزر اصلی باید افزایش داد. از طرف دیگر هرچه ارسال باریکه لیزر فریب در مراحل ابتدایی حمله صورت گیرد، احتمال موفقیت عملیات فریب بیشتر است. در حالتی که توان باریکه اصلی و فریب برابر باشد، انحراف کلی آشکارساز به اندازه متوسط انحراف هر یک از باریکه ها بستگی دارد. اگر نسبت توان باریکه فریب به باریکه اصلی از سه برابر بیشتر باشد، آشکارساز بیشتر تحت تاثیر باریکه فریب عمل می کند.

استفاده از مواد جاذب از روش های رایج برای جلوگیری از دید راداری است. در این پژوهش با توجه به کاربرد مواد جاذب راداری، دو نوع ماده مهم یکی با ضریب دی الکتریک بالا (پروسکایت Ba0. 7Sr0. 3TiO3) و دیگری با ضریب نفوذپذیری بالا (فریت Mn0. 5Zn0. 5Fe2O4)، که نامزدهای خوبی برای مواد جاذب امواج راداری هستند، مدنظر قرار گرفته و با استوکیومتری معین به روش سل-ژل سنتز شدند. دو ماده موردنظر و سه کامپوزیت از آن ها با سه درصد مختلف تهیه و ساختار، مورفولوژی و اندازه بلورک ها آن ها با مشخصه یابی های پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی گردید. از پنج ماده مختلف نانو پودر تهیه شده، رنگ دانه مخصوص آن با رزین اپوکسی کر 828 تهیه و بر روی سطح بدون جاذب، با ضخامت تقریبی یک میلی متر، لایه نشانی شد. مقدار جذب امواج راداری آن ها با استفاده از دستگاه تحلیل گر شبکه در محدوده GHz12-8 مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقدار جذب امواج در محدوده GHz12-8 وابسته به ماده با ضریب دی الکتریک ماده بوده و ماده با ضریب نفوذپذیری بالا نقش چندانی در آن ندارد. بیش ترین مقدار جذب برای ماده با ضریب دی الکتریک بالا با مقدار تقریبی dB24-در حوالی GHz5/9 مشاهده شد.

متمرکز نمودن نوترون های خروجی از چشمه های نوترونی بر روی هدف با توزیع انرژی و شدت مشخص در کاربرد های مختلف نقش مهمی را ایفا می کند. در این مقاله، تاثیر سیستم هدایتگر مستقیم و بیضوی جهت تمرکز شدت نوترونی حاصل از چشمه نوترونی استوانه ای با توزیع ماکسولی و در بازه طول موج 0. 5 آنگستروم تا 5 آنگستروم روی نمونه بررسی شده است. شبیه سازی ها با استفاده از کد شبیه سازی مونت کارلو McStas انجام شده و تاثیر پارامتر های مختلف هدایتگر نوترونی مستقیم و بیضوی بر روی شدت نوترون ها مورد بررسی قرار گرفته است. سپس نتایج سیستم هدایتگر مستقیم و بیضوی با یکدیگر مقایسه شده است. بررسی نقش طول هدایتگر مستقیم و بیضوی نشان می دهد که با افزایش طول هدایتگر شدت خروجی افزایش یافته و پس از رسیدن به یک طول بهینه، کاهش می یابد. برای هدایتگر مستقیم، بهینه سازی فاصله چشمه تا هدایتگر بیش ترین تاثیر در شدت نوترون های خروجی برحسب طول موج را داشته، درحالی که برای هدایتگر بیضوی، بهینه سازی شعاع چشمه بیش ترین تاثیر در شدت نوترون های خروجی برحسب طول موج را دارد. درنهایت نتایج نشان می دهد که پس از بهینه سازی عملکرد هدایتگر بیضوی بهتر از هدایتگر مستقیم است.

برای آشکارسازی و تعیین موقعیت عوارض زیرسطحی در شرایط مختلف بر اساس داده های شبیه سازی شده مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور، عملکرد امواج رادار در آشکارسازی اهداف با جنس های متفاوت، در شرایط محیطی با رسانایی الکتریکی مختلف بررسی شده است. معیار مورد بررسی عملکرد GPR در این مطالعه قدرت تفکیک امواج در استفاده از امواج رادار با فرکانس های مرکزی مختلف است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که انتخاب فرکانس مرکزی در روش GPR تاثیر بسیار زیادی بر اندازه ابعاد هدف در شناسایی با تصویر سازی قابل قبول را دارد و اهداف با اندازه تقریبی قطر کمتر از 3، 6، 12، 25 و 125 سانتیمتر در آنتن های رادار نفوذی زمین با فرکانس های مرکزی به ترتیب 2 گیگاهرتز، 1 گیگاهرتز، 500، 250 و 50 مگاهرتز قابلیت مشخص شدن را نخواهند داشت. نتایج به دست آمده برای محیطی با سرعت 15/0 متر بر نانوثانیه (به عنوان مثال آبرفت با دانه بندی متوسط و یا ماسه خشک) صادق است. نتایج حاصل از شبیه سازی شرایط مختلف بر اساس مشخصه های K (گذردهی نسبی)، δ (رسانندگی هر لایه) و D (ضخامت لایه های خاک) نشان می دهد که رسانایی الکتریکی بیش ترین تاثیر را نسبت به دیگر پارامترها در نتایج روش GPR را دارد و لایه هایی با رسانایی الکتریکی بیش از کمتر از 1/0 اهم-متر به شدت دامنه موج گسیل شده در این روش را تضعیف می کند و امکان نفوذ برای شناسایی هدف را با مشکل مواجه می سازد.

در این مقاله ساختار باند یک بلور فوتونیکی یک بعدی متشکل از دی الکتریک های دولایه (لایه اول خلا و لایه دوم از جنسZnSe است) با استفاده از روش ماتریس انتقال محاسبه شد. سپس، ساختار باند بلور فوتونیکی با در نظر گرفتن ویژگی غیرخطی لایه ها و شدت بالای میدان تابشی برای مقادیر مختلف محاسبه گردید. تغییرات ضرایب شکست هر یک از لایه ها در ضرایب گذردهی الکتریکی آن ها اعمال شد. چون ضرایب عبور و بازتاب بلور به ضرایب گذردهی الکتریکی لایه ها بستگی دارند، با تغییر ضرایب گذردهی الکتریکی لایه ها، ساختار با ند بلور هم تغییر کرد. نتایج نشان دادند که با افزایش شدت نورتابشی، پهنای فرکانسی شاخه های گاف باند کاهش یافته و در هر دو قطبش TE و TM اندکی به سمت فرکانس های پایین تر شیفت یافتند. نتایج همچنین نشان دادند که شاخه های گاف باند جدید در فرکانس های بالاتر ظاهر می شود. این امر نشان می دهد که ساختار باند بلور به وسیله شدت میدان تابشی قابل کنترل است. به منظور نشان دادن عملی این توانایی برای اپتیک غیرخطی، ساختار باند بلور اشاره شده در دو حالت خطی و غیرخطی به صورت تابعی از شدت میدان تابشی محاسبه و مقایسه شدند. چنین ساختارهایی می توانند به عنوان پوشش های ضد بازتاب استفاده شوند که بازتاب از سطح را کاهش می دهند. درواقع، با پوششی از بلور فوتونیکی با کاف باند قابل کنترل توسط یک لایه غیرخطی اپتیکی بر روی ادوات جنگی، می توان آن ها را از دید رادار دشمن پنهان کرد.

موضوع تحقیق حاضر بررسی مزیت های یک نوع تشدیدگر پایدار خاص نسبت به تشدیدگر تخت متقارن در رژیم توان های بالا در لیزر Nd: YAG دمیده جانبی است. برای این منظور ابتدا بحثی در خصوص مزایا و معایب برخی از تشدیدگرهای متداول در لیزرهای پرتوان Nd: YAG ارائه شده است. در ادامه با به کارگیری مدل توان شکستی توزیع یافته برای یک میله لیزری Nd: YAG دمیده جانبی و بررسی نواحی پایداری، یک طرح تشدیدگری نامتقارن پیشنهادشده است که تک مد عرضی است و نسبت به تشدیدگر تخت متقارن دارای حجم مد اصلی بسیار بالاتری(12 برابر تشدیدگر تخت-متقارن)است. همچنین حساسیت نسبت به ناترازی این تشدیدگر تک مد عرضی، با محاسبات عددی و نیز شبیه سازی با نرم افزار، GLAD مطالعه و با یک تشدیدگر تخت-متقارن مقایسه شده است. نتایج این تحقیق نشان داده که در توان های بالای دمش نیز، می توان بدون افزودن المان های اپتیکی، حجم مد اصلی بالایی را به دست آورد و هم زمان تشدیدگر را نسبت به اختلالات مکانیکی و گرمایی پایدار ساخت.

در این مطالعه با استفاده از نرم افزار PHAST نمودارهای غلظت برحسب زمان در فواصل و ارتفاع های مختلف از محل آلودگی اولیه عامل HCN در چند سناریوی مختلف استخراج گردیدند. در فاصله های مختلف از محل آلودگی اولیه و ارتفاع 2 متری از سطح زمین، حداکثر میزان غلظت HCN مربوط به شرایط جوی خنثی است. با افزایش فاصله از محل آلودگی اولیه در ارتفاع 2 متری از سطح زمین، غلظت HCN کاهش یافته درحالی که مدت زمان آلودگی منطقه افزایش پیدا کرده است. در یک فاصله خاص از محل آلودگی اولیه، با افزایش ارتفاع از سطح زمین، غلظت HCN افزایش یافته است. نتایج این مطالعه نشان می دهند که وضعیت جوی خنثی، بدترین وضعیت برای اقدامات حفاظتی و پدافندی است چرا که غلظت بیشتری از HCN در منطقه وجود داشته و مدت زمان آلودگی نیز بیشتر است.

یکی از حوزه های پدافند زیستی، حوزه تهدیدات دام و طیور است و ارزیابی مخاطرات میکروب های بیماری زا منتقل شده از مواد غذایی ازجمله سالمونلا، دارای اهمیت بالایی است. گوشت مرغ، فرآورده مناسبی برای انتقال آلودگی این بیماری به مصرف کنندگان بوده و به عنوان مخزن سالمونلا محسوب می شود. هدف از این مطالعه، کاهش آلودگی سالمونلایی در لاشه های طیور بود که با تغییر در تولید و فراوری اتفاق افتاد. در این مطالعه طی سال های 1393-1396، از 383 قطعه طیور، به صورت تصادفی نمونه گیری شد. پس از مراحل خالص سازی و جداسازی کشت های مشکوک، سالمونلاهای جداشده به وسیله آزمایش های بیوشیمیایی، سرولوژیکی وPCR تائید شدند. از مجموع نمونه ها، تعداد 15مورد، ازنظر آلودگی به سالمونلا مثبت بودند. با اعمال دستورالعمل های سازمان دامپزشکی کشور، میزان آلودگی به شدت کاهش یافت. کاهش آلودگی های سالمونلایی، در قطعه های طیور، ناشی از کنترل بهداشتی، بسته بندی و شناسنامه دار کردن لاشه مرغ ها در کشتارگاه های صنعتی است. عدم رعایت عمدی و غیرعمدی مباحث بهداشتی در زنجیره تولید تا مصرف مرغ ها خسارت جبران ناپذیری را تحمیل خواهد نمود.

تری متیل کیتوزان برای انتقال ژن، داروهای پپتیدی و واکسن ها از طریق مسیرهای مخاطی بینی و خوراکی به کار گرفته می شود. این پلیمر یک مشتق کیتوزان است که حلالیت آن در آب از طریق متیلاسیون گروه آمین نوع اول و تبدیل آن به آمونیوم افزایش پیدا کرده است. در این فرایند، متیلاسیون گروه هیدروکسی نیز انجام می شود که حلالیت آن در آب را کاهش می دهد. هدف این مطالعه بررسی سمیت تری متیل کیتوزان با وزن مولکولی بالا و درصد بیشتری از آمین نوع چهارم بوده است. به این منظور ابتدا دی متیل کیتوزان با روش متیلاسیونEschweiler-Clarke سنتز گردید. سپس برای پرهیز از متیلاسیون گروه هیدروکسی که در شرایط قلیایی اتفاق می افتد ادامه متیلاسیون توسط واکنشMenshutkin و با استفاده از یدومتان به عنوان عامل آلکیله کننده و در حلال NMP انجام شد. درصد دی متیلاسیون و کواترنیزاسیون با روش های NMR و FTIR تعیین شد. میزان سمیت سلولی محصول تولیدشده، با روش MTT علیه سلول های اپی تلیال Caco2 بررسی شد. فعالیت همولیتیک محصول سنتزی نیز با روش رهایش هموگلوبین در گلبول های قرمز انسانی انجام شد. داده ها از لحاظ آماری با روش ANOVA و آزمون توکی بررسی شدند. پلیمر سنتز شده تا غلظت 1 میلی گرم بر میلی لیتر در سلول Caco2 فاقد سمیت بود و تا سطح 001/0 اختلاف معنادار مشاهده نشد (001/0> p). در آزمایش رهایش هموگلوبین نیز با افزایش غلظت پلیمر افزایش سمیت مشاهده نشد. بنابراین پلیمر سنتز شده می تواند به عنوان یک حامل انتقال مواد زیستی به کار رود.