فهرست مطالب

تحقیق و توسعه مواد پرانرژی - سال هشتم شماره 2 (پیاپی 17، پاییز و زمستان 1391)

مجله تحقیق و توسعه مواد پرانرژی
سال هشتم شماره 2 (پیاپی 17، پاییز و زمستان 1391)

  • تاریخ انتشار: 1392/02/27
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مقالات
  • محسن روح بخش، احمدرضا خوگر، سیدهادی معتمدالشریعتی صفحه 3
    تحلیل بالستیک داخلی سلاح با توجه به سریع بودن فرآیند و مشکلات اندازه گیری در قسمت داخلی لوله از اهمیت بالایی برخوردار است. در این مقاله اثر لحاظ نمودن پارامتر حجم مشترک گازهای حاصل از احتراق پیشرانه جامد تفنگی به صورت حل تحلیلی بررسی شده است. این پارامتر به اثر متقابل مولکولهای گازی محصولات احتراق در دما و فشار بالای داخل لوله مربوط می شود. مدل اصلی بکار رفته در این تحلیل مدل کرنر با نرخ سوزش خطی است. در این مدل معادله حالت بکار رفته معادله گاز کامل است، با لحاظ نمودن پارامتر حجم مشترک، این معادله حالت به معادله نوبل آبل تبدیل می شود. با توجه به اینکه پارامتر حجم مشترک، منجر به کاهش حجم آزاد گازهای حاصل از احتراق می شود، در نظر گرفتن آن باعث افزایش فشار و در نتیجه افزایش سرعت دهانه تفنگ گردید. این موضوع دقت محاسبات را در اکثر شبیه سازی ها بهبود می دهد. همچنین در کار حاضر فرمولاسیون جدید برای تحلیل بالستیک داخلی گرین های پیشرانه با هندسه کروی ارائه شده است.
    کلیدواژگان: بالستیک داخلی، حجم مشترک، تحلیل صفربعدی، پیشرانه های کروی
  • رضا بنی عامریان، محمود فرهادی نیا*، حمیدرضا بهاروندی صفحه 13

    امروزه استفاده از روش های شبیه سازی برای پیش بینی رفتار مواد بویژه در متالورژی پودر توسعه روزافزون یافته است. عمده اهمیت این روش کاهش هزینه و زمان آزمایش ها می باشد، علاوه بر این امکان انجام بسیاری از آزمایشات در شرایط معمولی به دلیل کمبود امکانات و هزینه های بالا ممکن نمی باشد. بسیاری از خواص فیزیکی و مکانیکی قطعات رابطه مستقیم با چگالی نهایی قطعه دارد، در مورد سوخت ها نیز یکنواختی توزیع چگالی بسیار حائز اهمیت است. چون چگالی سوخت روی قدرت انفجار و نیز حساسیت ماده منفجره تاثیر بسزایی دارد. در فشرده سازی سوخت-ها غالبا از روش سعی و خطا و روش های تجربی بهره گرفته می شود. در این مقاله مدل های میکرومکانیکی و ماکرومکانیکی مورد بحث قرار گرفت، و نشان داده شد که مدل های ماکرومکانیکی مدل های واقعی تر و سازگارتری با فرایندهای عملی است. مدل دراکر-پراگر پرکاربردترین مدل برای شبیه سازی این فرایند بوده و قادر به پیش-بینی توزیع چگالی در نمونه پس از فشرده سازی می باشد.

    کلیدواژگان: متالورژی پودر، شبیه سازی، فشرده سازی، مدل های ماکرومکانیکی
  • ید الله بیات، نفیسه سادات محمودی، زهرا صادقی صفحه 23
    5،3،1- تری آمینو- 6،4،2- تری نیترو بنزن(TATB) ماده منفجره ای است که دارای پایداری گرمایی بسیار بالا، حساسیت کم و دانسیته مناسب نسبت به سایر مواد منفجره متعارف مانند TNT می باشد. این خواص باعث شده که در سال های اخیر TATB برای استفاده در بعضی کاربردها بسیار مورد توجه قرار گیرد. از جمله کاربردهای نظامی این ماده، استفاده در سرجنگی ها می باشد. در بخش غیر نظامی، در مواردی که نیاز به استفاده از مواد منفجره غیرحساس به گرما باشد، مانند حفاری چاه های عمیق نفت از TATB استفاده می شود. علاوه براین TATB در تهیه حد واسط بسیار مهم بنزن هگزامید و تهیه نمکهای آلی فرومغناطیس و همچنین در سنتز مولکولهای هتروپلی سیکلیک مانند12،9،8،5،4،1- هگزا آزا تری فنیلن ((HAT به کار می رود. در این مقاله خواص فیزیکی و شیمیایی، خواص انفجاری، کاربردهای نظامی و غیر نظامی، روش های شناسایی، آنالیز و خالص سازی TATB مطرح شده و پیشرفت های اخیر در مورد سنتز این ترکیب معرفی شده و مزایا و معایب این روش ها با هم مقایسه خواهد شد.
    کلیدواژگان: 5، 3، 1، تری آمینو، 6، 4، 2، تری نیترو بنزن، TATB، مواد منفجره غیر حساس به گرما
  • احد عبدی وش، مرتضی غفوری، احمد ملایی صفحه 35
    با اضافه کردن ذرات جامد پرانرژی فلزی و غیرفلزی به مواد منفجره هوا سوخت (FAE)، سطح انرژی و در نتیجه کارایی آنها به میزان فوق العاده ای افزایش می یابد. اهمیت توزیع یکنواخت و همگن این ذرات جامد درون سوخت مایع موجب شده که مشخصه کلوئیدی ژل ها و ژله ای نمودن این نوع سوخت ها به عنوان یک مزیت مورد توجه قرار گیرد. از طرف دیگر به دلیل اختلاف چگالی وزنی ذرات جامد با سوخت مایع، معمولا پدیده ای به نام ناپایداری فاز و ته نشین شدن ذرات جامد که عمدتا ناشی از تاثیر نیروهای خارجی (جاذبه، شتاب سلاح و...) می باشد در این نوع ترکیبات رخ می دهد. در این مقاله پس از معرفی مواد منفجره هوا سوخت و مزایای ژل نمودن آنها، عوامل مختلف موثر بر پایداری فاز در سوخت های ژله ای ساده و سوخت های ژله ای حاوی ذرات جامد پرانرژی، مانند اندازه ذرات ژل کننده و مقدار آن، اندازه و دانسیته ذرات جامد اضافه شده و نیز چگونگی پایدارسازی و تثبیت فاز در این نوع سوخت های ژله ای بررسی شده اند.
    کلیدواژگان: سوخت ژل، FAE، عامل ژل کننده، سورفکتانت، جدایی فاز، تثبیت فاز
  • علی صابری مقدم، زهرا امامی فرد، علیرضا اژدری تهرانی، مجید شیخی نارانی صفحه 43
    پیشرانه های ژل، حالت بهینه پیشرانه های مایع هستند. مزایای پیشرانه های مایع و جامد در پیشرانه های ژل حفظ شده، و معایب این نوع پیشرانه ها عمدتا در پیشرانه های ژل رفع گردیده است. مطالعات انجام شده نشان می دهند که جهت تولید پیشرانه های ژل از معرف های ژل کننده متفاوتی استفاده می شود. در بین آنها ژل کننده سیلیکا به عنوان عامل ژل کننده مناسب برای اکسید کننده IRFNA و سوخت های نفتی شناخته شده تر است. این ژل کننده به دلیل برخورداری از گروه های Si-OH در سطح خود به هنگام مخلوط شدن با سوخت های نفتی یا اکسیدکننده IRFNA موجب تشکیل پیوند هیدروژنی و در نتیجه ایجاد یک ژل فیزیکی پایدار می گردد. ژل کننده های بر پایه ترکیبات سلولزی نیز از طریق برهم کنش های آب گریز گروه های استخلاف شده بر روی واحدهای گلوکوپیرانوزی و همچنین پیوند های هیدروژنی بین مولکولی موجب ژل شدن سوخت های آمینی می گردند. در این مقاله، ضمن معرفی انواع ژل کننده ها، مکانیسم ژل شدن سوخت های نفتی و آمینی و نیز اکسید کننده IRFNA مورد بررسی قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: پیشرانه های ژل، مکانیسم ژل شدن، ژل های آمینی، ژل IRFNA
  • یونس موسایی اسکویی، علی موسوی آذر، مهدی شفیعی صفحه 49
    نرم کننده یکی از اجزای مهم در یک پیشرانه جامد محسوب شده که به منظور سهولت فرآیند و افزایش کرنش پیشرانه مورد استفاده قرار می گیرد. دی اکتیل سباسات (DOS) بعنوان یک نرم کننده خنثی، در فرمولاسیون سوخت جامد مرکب بکار می رود. ما در این مقاله خواص فیزیکی و شیمیایی و روش های مختلف سنتز DOS را مورد ارزیابی قرار دادیم. در ادامه یک روش تجربی جهت تهیه این ماده از طریق ماده اولیه با منشا گیاهی روغن کرچک بر اساس فرآیند صابونی شدن، استخراج و بدنبال آن واکنش با 2- اتیل هگزانول معرفی گردید. تحت شرایط بهینه، محصول دی اکتیل سباسات با خلوص بالا و راندمان 85% بدست آمد. ساختار و میزان خلوص دی اکتیل سباسات با استفاده از دستگاه های آنالیزی GC، IR، NMR، CHN، Mass مورد تایید قرار گرفت.
    کلیدواژگان: نرم کننده، DOS، دی اکتیل سباسات، سنتز، سوخت جامد مرکب
  • علیرضا زارعی، حمید کاردان حلوایی، محمدعلی ذرعی، سید مرتضی رضوی صفحه 57
    فلز بور به عنوان سوخت فلزی یکی از اجزاء اصلی در پیشرانه های کامپوزیتی است که جهت افزایش کارائی به پیشرانه اضافه گردیده و اخیرا در پیشرانه های انواع موشک ها، راکت ها و نیز پیشرانه های ویژه تفنگی و پیشرانه ی توپخانه ای برد بلند با کارائی ویژه، بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است. اولین مشخصه ی بارز پیشرانه های حاوی بور دانسیته ی انرژی بالا نسبت به واحد جرم پیشرانه می باشد، که در نتیجه موجب افزایش ایمپالس ویژه ی ترکیب می گردد. همچنین باتوجه به اینکه از نظر ویژگی های بالستیکی محصولات احتراق بور برخلاف محصولات احتراق آلومینیوم (سوخت فلزی مرسوم)، خواص بالستیکی مطلوبتری از خود نشان می دهند و نیز افزودن بور و جایگزینی آن به جای آلومینیوم باعث افزایش قابل ملاحظه در عملکرد پیشرانه ی موشک ها و راکت ها می گردد. با توجه به موارد ذکر شده، عنصر بور می تواند به عنوان جایگزینی مناسبی برای آلومینیم مطرح شود. در این مقاله مکانیزم رفتار احتراقی بور به عنوان یک سوخت فلزی مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
    کلیدواژگان: بور، سوخت فلزی، احتراق، پوشش دهی، پیشرانه های جامد
  • صفحه 67
|
  • M. Rouhbakhsh, A.R. Khoogar, H. Motamedshariaty Page 3
    Interior ballistic analysis is very important because ballistic cycle is extremely rapid and measuring process into the gun tube is very difficult. In this article, effect of co-volume considering have been investigated by analytical solution. This parameter is related to interaction between molecules in gaseous phase at high pressure and high temperature. The present model is based on Corner method with linear burning rate. Noble-Able equation of state was used at this model instead ideal gas equation of state. Available volume for propellant gases is reduced as a result of considering co-volume. Therefore pressure and muzzle velocity increased. In this research work, new formulations for analyzing spherical propellant grains have been developed.
    Keywords: Interior ballistics, Co, volume, Zero dimensional analysis, Spherical propellant grains
  • R.Baniamerian, M.Farhadinia, H.R.Baharvandi Page 13

    Nowadays; utilization of simulation methods for prediction material behavior particularly in the development of powder metallurgy is increasing. Many of the physical and mechanical properties have a direct relationship with the final density. In the process of producing propellant by compaction methods, the density of resulted material is an important factor. It has a great effect on the explosion power and explosive sensitivity of propellant. Usually, in the propellant compaction process, try and error method and experimental method are used. In this paper has investigated existing models for simulation of compaction process that includes macromechanical and micromechanical models. Drucker-prager model is widely used model in the simulation of compaction process. It is capable for density distribution in compacted sample.

    Keywords: Powder metallurgy, Simulation, Compaction, Macromechanical model
  • Y., Bayat., N.S., Mahmoodi., Z. Sadeghi Page 23
    1,3,5-Triamino-2,4,6-Trinitrobenzene (TATB) is an explosive that possesses excellent thermal stability, suitable density and lower sensitivity than the other standard explosives such as TNT. These properties make TATB an attractive candidate for using in military applications such as using in rocket warhead. In civilian sector TATB is used for deep oil well explorations where heat-insensitive explosives are required. TATB is also used for producing benzene hexamine, an intermediate in the synthesis of new and advanced materials. This compound used for preparation of organic ferromagnetic salts and heterocyclic molecule such as 1,4,5,8,9,12- haxa azatriphenylen. In this paper the chemical, physical and explosive properties of TATB have been reviewed and also analysis, identification and purification methods of TATB have been exposure. In addition, all synthesis methods of TATB have been introduced and their advantages and disadvantages have been compared. Finally the suitable method has been suggested.
    Keywords: 1, 3, 5, Triamino, 2, 4, 6, Trinitrobenzene, TATB, Insensitive explosive
  • A.Abdivash, M. Ghafoori, A. Mollai Page 35
    The energy level and performance of fuel-air explosives (FAE) will be increase significantly with adding metal and non-metal energetic solid particles. Importance of homogeneous and uniform distribution of these solid particles into liquid fuel causes that the colloidal characteristic of gels and gelling of these kinds of fuels has been considered as an advantage. On the other hand, because of the difference between solid particles and liquid fuel specific gravity, phenomena that called phase separation and the settling of solid particles usually take place in these compounds that is mainly due to the outer forces effect such as gravitational force and weapon acceleration. In this paper, we introduce the fuel-air explosives and advantages of their gelling initially. Then we have described different parameters affected on phase stability in FAE gelled fuels with and without energetic solid particles such as particle size and amount of gelling agent, size and density of added solid particles and etc. However the stabilizing and phase stabilization methods have been studied for FAE gelled fuels.
    Keywords: gelled fuel, FAE, gelling agent, surfactant, phase separation, phase stabilization
  • A. Saberi Mogadam, Z. Emami Fard, A.R. Ajdari Tehrani, M. Sheykhi Narani Page 43
    Gel propellants are an optimum state from of liquid propellants. The advantages of liquid and also solid propellants are kept in gel propellants but their disadvantages were mainly omitted. According to published informations, different kinds of gellants are used to make gel propellants. Among them, Silica is known as a good gellants for IRFNA oxidant and kerosene fuels. This gellant due to Si-OH groups on its surface can produce hydrogen bonds when mixed with mentioned oxidant and fuels which lead to production of a stable physical gel. Cellulosic gellants are suitable for amine fuels. They produce physical gel through hydrophobic interactions of substituted groups on glucopyranose units and also by hydrogen interaction. In this paper the types of gellants and gelation mechanism are discussed.
    Keywords: Gel propellant, Gel mechanism, Amine gels, IRFNA gels
  • Y. Mosaei Oskoei, A.Mousavi Azar, M. Shafiei Page 49
    One of the important components in the solid propellants is plasticizer which is used to simplifying the process and increase flexibility of the propellant. Dioctylsebacate (DOS) as a neutral plasticizer compound is used in solid propellant formulations. In this paper, we investigate the physicochemical properties and different synthesis methods of ِDOS. In continuation an experimental method for the preparation of this compound from the raw material of plant origin Castor oil followed by saponification reaction with 2-Ethyl hexanol was introduced. Under optimal conditions, high purity product of dioctyl sebacate was obtained in 85% yields. The structure and purity of the dioctyl sebacate were approved by using analytical instruments GC, IR, NMR, CHN and Mass.
    Keywords: plasticizer, DOS, dioctylsebacate, synthesis, solid composite propellant
  • A.R. Zarei, H. Kardan, M.A. Zarei, S.M. Razavi Page 57
    One of the main ingredients in composite propellants fuels is metal, that been added to increase the efficiency of high explosives. Recently, it is widely used in the propellant of missiles, rockets, gun and in artillery propellants with particularly long-range performance. The first characteristics of boron-containing propellants are high energy density per unit mass of propellant that result is increases in specific impulse of composition. Also, according to the ballistic characteristics of the combustion products of boron, unlike the aluminum (traditional metallic fuel), show optimum ballistic properties. Addition of boron and replacing it instead of aluminum significantly increases the performance of rockets and missiles propellants. According to the points already mentioned, elemental boron can be considered as a replacement by aluminum element; so in this article, the mechanism of combustion behavior of metallic boron as a fuel will be studied.
    Keywords: Boron, Metal fuel, Combustion, Coating, Solid Propellants