فناوری در مهندسی هوافضا
سال:1398 | دوره:2 | شماره:3 (پیاپی 10) |تعداد مقالات:6

پیشرانه های جامد مرکب به علت برخورداری از مزایایی همچون دانسیته بالا، ایمپالس ویژه بالا و امکان تولید گرین های بزرگ، کاربردهای گسترده ای در صنایع موشکی دارند. این پیشرانه ها از سه جزء اصلی اکسیدکننده، سوخت و پیونددهنده تشکیل شده اند. در سال های اخیر، رزین پلی بوتادی ان با گروه انتهایی هیدروکسیل (HTPB) با توجه به خواص مکانیکی مناسب و امکان بارگذاری بار جامد بالا (88 تا 90 درصد بار جامد شامل Al و AP) بیشتر در این پیشرانه ها مورد استفاده قرار گرفته است. داشتن خواص مکانیکی مناسب یکی از مهمترین پارامترها جهت عملکرد مناسب موتور می باشد. در این تحقیق، ضمن بررسی تاثیر زنجیر گستران T313 و عامل پیوندی MAPO بر خواص مکانیکی سوخت، ضرورت وجود این ماده در فرمولاسیون سوخت و دلایل استفاده همزمان MAPO و T313 مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. جهت ارزیابی این موضوع، فرمولاسیون هایی از پیشرانه با درصدهای مختلف MAPO و T313 ساخته شده و عمر کاربری، خواص مکانیکی و دانسیته نمونه ها مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند. با توجه به نتایج حاصل شده، می توان نتیجه گرفت که اولا میزان MAPO و T313 بایستی در مقدار بهینه استفاده شود و ثانیا این ترکیبات تاثیر زیادی بر خواص ریولوژی و مکانیکی ایفا می نمایند.

افزایش ارتفاع مداری و جرم محموله ماهواره برها، علاوه بر چند مرحله ای کردن ماهواره برها، نیازمند استفاده از سامانه های پیشرانش قویتر می باشد. یکی از روش های متداول جهت تامین پیشرانه مورد نیاز هر مرحله، چیدمان مناسب چند موتور در کنار یکدیگر است، تا بدین ترتیب نیروی پیشران لازم برای انجام ماموریت فراهم شود. هدف کلی این مقاله، ارایه نتایج یک مطالعه آماری صورت گرفته میان پارامترهای جرمی انرژتیکی و سیستمی ماهواره برها و موشک های کشورهایی است که از موتورهای کلاستر شده یا چند محفظه ای، در سامانه پیشرانش پرتابگرهای خود استفاده کرده اند. استخراج نمودارهای نیروی پیشران، نیروی پیشران به وزن، ایمپالس وی‍ ژه، فشار محفظه این موتورها و بررسی نوع سامانه فشارگذاری مخازن، سیستم کنترل بردار پیشران و غیره، امکان مقایسه پارامترهای جرمی-انرژتیکی و مشخصات سیستمی سامانه های پیشرانش را تسهیل می نماید. نتایج نشان می دهد که راندمان سرعت مشخصه سیستم تزریق مایع-گاز برای هر دو نوع مولفه پیشران کروسین و هیدروژن مایع بیشتر از سیستم تزریق مایع-مایع است که حاکی از برتری پیشران های قابل ذخیره در مقایسه با پیشران های تبریدی است. از طرف دیگر، فشار محفظه موتورهای سیکل باز با پیشران قابل ذخیره بیشتر از موتورهای با پیشران های تبریدی می باشد.

در این تحقیق، نرم افزار شبیه ساز دینامیکی نمایش تغییرات زمانی ضریب بار بال و دم افقی هواپیما تدوین شده است. معادلات مرتبط با بارگذاری دم، متاثر از جابجایی سطح کنترلی بالابر استخراج، با استفاده از نرم افزار متلب حل و در قالب یک نرم افزار گرافیکی ارایه شده است. با واردکردن تغییرات زمانی زوایای انحراف سطح بالابر در هر مانور پروازی و ضرایب و مشتقات لازم، مقدار ضریب بار و نیروهای آیرودینامیکی بال و دم نسبت به زمان محاسبه شده است. در استخراج معادلات، تاثیرات تاخیر زمانی جریان فرووزش، تغییرات زاویه دم افقی به دلیل چرخش و گشتاور انحنای سطح دم در نظر گرفته شده است. مقایسه نتایج با حل تحلیلی معادلات، صحت خروجی نرم افزار را تایید می کند. این کار یک روش منطقی برای محاسبات بارگذاری سطوح دم و بال هواپیما ارایه می دهد که برای طراحی سازه بال و دم افقی و همچنین تطابق با بندهای بارگذاری آیین نامه های هوانوردی برای اخذ مجوز پروازی هواپیما مورد استفاده قرار می گیرد.

در مقاله حاضر از روش ماشین یادگیری شدید برای مدل سازی نرخ انتقال مواد در فرآیند EDC به عنوان پارامتر تاثیرگذار بر سرعت انجام فرآیند و کیفیت سطح بوجود آمده، استفاده شده است. میزان میانگین مربعات خطا (MSE) برای نرخ انتقال مواد در داده های آموزش 387, 000/0 و در داده های آزمون 7, 001/0 با استفاده از مدل شبکه عصبی ماشین یادگیری شدید بدست آمده است. همچنین، مقدار میانگین مربعات خطا برای متوسط ضخامت لایه بازنشانی شده در داده های آموزش 214, 000/0 و در داده های آزمون 7, 001/0 محاسبه شده است. الگوریتم ارایه شده ماشین یادگیری شدید با نتایج تجربی از دقت بالایی در پیشبینی پارامترهای خروجی فرآیند برخوردار است.

ترکیب طیف سنجی لیزری و لوله موج ضربه ای انعکاسی یکی از پرکاربردترین و مناسب ترین ابزارها جهت بررسی تجربی سینتیک احتراق می باشد. با استفاده از لوله موج ضربه ای، ثابت زمانی تاخیر احتراق انواع سوخت و همچنین محصولات ناشی از فرآیندهای احتراقی قابل بررسی و تحلیل می باشد. جهت استفاده از لوله موج ضربه ای در مطالعات طیف سنجی مربوط به پدیده های احتراق نیاز است زمان آزمایش حداقل 10 میلی ثانیه در دسترس بوده و دما و فشار ترکیبات مورد بررسی در دما و فشار مشخص قرار گیرد. تامین زمان آزمایش مورد نظر توسط لوله موج ضربه ای نیاز به طراحی لوله برای کارکرد در «شرایط طراحی» دارد. در این مقاله، در ابتدا اصول کارکرد طیف سنج لیزری و لوله موج ضربه ای انعکاسی با کارکرد در شرایط طراحی توضیح داده شده، روند طراحی مختصرا برای تامین گاز با دمای سکون 950 کلوین بررسی شده و نتایج تجربی حاصل از لوله موج ضربه ای ساخته شده با زمان آزمایش مورد نظر ارایه می شود.

این مقاله شامل بررسی و مقایسه روش های محاسبه ضریب انتقال حرارت جابجایی در محفظه احتراق و در نازل همگرا-واگرا می باشد. به این منظور، ابتدا تاریخچه ای از روش های مختلف محاسبه ضریب انتقال حرارت جابجایی بیان شده و سپس جریان داخلی نازل به روش صریح مک-کورمک حل شده است. روش های بارتز، استانتون، پریکسورن و آدمی در بین روش های مطرح این حوزه انتخاب شده و با استفاده از CFD در نازل باتس (BATES) مقایسه شده است. در ادامه، در یک موتور سوخت جامد، با در نظر گرفتن پارامترهای جریان در محفظه موتور، ضریب انتقال حرارت جابجایی محاسبه و نشان داده شده که هر چه به سمت نازل حرکت شود، با افزایش سرعت، ضریب انتقال حرارت افزایش می یابد. این بررسی نشان می دهد که ماکزیمم ضریب انتقال حرارت جابجایی در روش های تحلیلی در گلوگاه نازل اتفاق می افتد، در حالیکه آنالیز CFD نشان می دهد که حداکثر ضریب انتقال حرارت در بالادست نازل است. اگرچه CFD از دقت بالاتری برای محاسبه ضریب انتقال حرارت، نسبت به روش های تحلیلی، برخوردار است، اما نیازمند زمان محاسباتی بسیار است. بنابراین، در طراحی اولیه می توان از روش های تحلیلی به علت زمان محاسبات سریع استفاده نمود، به ویژه در گلوگاه. در نهایت، با بررسی انجام شده، نشان داده شد که راهکار ابتکاری ترکیب روش های آدمی و بارتز کمترین خطا را نسبت به CFD دارد.