فهرست مطالب

  • سال دوازدهم شماره 1 (پیاپی 27، بهار و تابستان 1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/03/25
  • تعداد عناوین: 7
|
  • سینا باقری، سعید توانگر روستا*، محمدرضا صابر، سید هادی معتمد الشریعتی صفحات 3-17
    با گسترش فناوری و افزایش قدرت محاسباتی، امکان شبیه سازی موج بلست انفجار دقیق تر از قبل ایجاد شده است. برای انجام یک شبیه سازی عددی مناسب علاوه بر روش حل عددی، عوامل دیگری مثل: مدل آشفتگی، معادله ی حالت محصولات انفجار و روش اعمال انرژی انفجار موثر بوده و می توانند موجب نزدیک تر شدن نتایج شبیه سازی عددی به نتایج آزمایش های تجربی شوند. این مقاله علاوه بر بررسی روش های عددی، عوامل موثر بر نتایج شبیه سازی عددی موج بلست انفجار را مورد بررسی قرار داده و تلاش های محققین در این زمینه را مرور کرده است. به عنوان نتیجه ی مقاله ی حاضر، مشخص گردید که استفاده از روش های عددی برای شبیه سازی موج بلست می تواند تا حدود 5% خطا با استفاده از روش حجم محدود و کمتر 3% با استفاده از روش المان محدود داشته باشد. همچنین اضافه کردن ترم چشمه به معادله انرژی، دقیق ترین نتایج را با استفاده از این روش خصوصا برای مواد منفجره حاوی پودر فلزی ارائه می دهد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی عددی، موج بلست، مدل آشفتگی، معادله حالت
  • دکتر نرگس زهری*، دکتر فاطمه ابریشمی، سیدعلی پورموسوی صفحات 20-29
    امروزه به واسطه ی تهدیدهای فراوانی که از سوی مواد و فرایندهای شیمیایی متوجه انسان و محیط زیست است، شیمی سبز بسیار مورد اقبال و توجه دانشمندان قرار گرفته است. به نظر می رسد در آینده ای نزدیک، توجه به اصول شیمی سبز در کلیه ی مراحل طراحی مواد پرانرژی و فرایندهای تولید، بهینه سازی و یا دفع ضایعات و پساب های صنعتی الزامی گردد. این مقاله، مروری اجمالی در مورد نگرش شیمی سبز به مواد پرانرژی در کلاس های مختلف آن اعم از مواد منفجره، پیشرانه ها و ترکیبات پیروتکنیک دارد. مواد پرانرژی سبز باید براساس اصول دوازده گانه ی شیمی سبز تولید شوند. بنابراین، تولید مواد زاید ضمن چرخه ی تولید، آزمون، نگهداری و حمل و نقل مواد پرانرژی به حداقل می رسد. همچنین محصولات آلاینده ی ناشی از احتراق و انفجار و یا تجزیه ی این مواد می بایست به کمترین مقدار ممکن برسد. مواد پرانرژی با محتوای نیتروژن بالا، یکی از دسته های مواد پرانرژی هستند که بسیار مورد توجه محققین در این حوزه از علوم قرار گرفته اند. از آنجایی که بخش عمده ای از گازهای ناشی از تجزیه، احتراق یا انفجار این مواد را گاز نیتروژن تشکیل می دهد، این مواد را سبز می خوانند. همچنین طراحی فرمولاسیون هایی برای پیشرانه ها و پیروتکنیک ها که حتی الامکان عاری از فلزاتی مانند سرب باشد و یا عاری از عناصر هالوژنی باشد، از اهداف دیگر دانشمندان علم مواد پرانرژی به منظور تحقق اهداف شیمی سبز می باشد. همچنین تلاش های انجام گرفته برای دستیابی به اکسیدکننده ها و بایندرهای سبز به منظور جایگزینی با مواد فعلی در فرمولاسیون های مواد پرانرژی به اختصار آمده است.
    کلیدواژگان: شیمی سبز، مواد پرانرژی با محتوای نیتروژن بالا، پیشرانه های سبز، اکسیدکننده های سبز، بایندرهای سبز
  • رضا آرامی*، رحیمه اسماعیل زاده صفحات 30-38
    سمیت بالای هیدرازین و مشتقات آن، سبب شده تا تلاش های زیادی برای یافتن جایگزینی برای هیدرازین در سوخت های خود مشتعل شونده (هایپرگول)، که ضمن خاصیت خود اشتعالی، خطرات زیست محیطی کمتری داشته باشد، صورت پذیرد. با توجه به سمیت پایین، سازگاری با محیط زیست، پایداری حرارتی- شیمیایی بالا، امکان طراحی خواص فیزیکی-شیمیایی، تحقیقات بر روی مایعات یونی متمرکز گردید. از میان مایعات یونی پرانرژی، مایعات یونی حاوی آلومینیوم و بور (بوروهیدرید) بیشتر مورد توجه قرار گرفتند. مایعات یونی پایه آلومینیوم موفقیت چندانی به عنوان سوخت خود مشتعل شونده نداشتند و در موارد معدودی برای تک پیشرانه مناسب بودند اما مایعات یونی پایه بور، نتایج قابل تامل تر و حتی در مواردی زمان تاخیر اشتعال کمتر از هیدرازین نشان دادند. در این مقاله، به بررسی اجمالی تلاش های انجام گرفته در این راستا و نتایج آن پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: پیشرانه، هایپرگولیک، مایعات یونی، آلومینیوم، بور
  • سید حسین موسوی، محمد جواد تقی زاده، سید مجتبی موسوی صفحات 39-47
    عوامل پیوند ی یکی از مهمترین افزودنی های موردنیاز در تولید پیشرانه های جامد مرکب می باشند. این ترکیبات به منظور افزایش چسبندگی میان رزین پلیمری و اکسید کننده بکار می روند. این مواد باعث بهبود خواص مکانیکی- فیزیکی و افزایش در بارگذاری جامد پیشرانه ها نیز می شوند. برخی از عامل های پیوندی به عنوان عامل پخت نیز در بعضی از پلیمرها نقش ایفا کرده و با ایجاد اتصالات عرضی باعث شبکه ای شدن ماتریس پلیمری نگهدارنده اجزاء (رزین) می شوند. یکی از موادی که تلاش بسیاری در کاهش هزینه های تولید آن به عنوان ماده حد واسط در صنایع گوناگون می شود، آزیریدین ها هستند. کاربرد این ماده در صنایع دفاعی در پیشرانه جامد موشک های دوربرد قابل ملاحظه است. در این مطالعه ضمن بررسی انواع عوامل پیوندی به بررسی روش های سنتز آزیریدین ها به عنوان جزء اصلی تشکیل دهنده عوامل پیوندی آزیریدینیHX-752 و MAPO پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: پیشرانه، عامل پیوندی، آزیریدین، HX، 752، MAPO
  • علی صابری مقدم*، مرتضی محمدزاده، زهرا امامی فرد صفحات 49-59
    سامانه های پیشرانش مایع به دلیل عملکرد و ایمپالس ویژه بالا نقش موثری در اجرای ماموریت های فضایی و نظامی دارند. پیشرانه های مایع به دودسته ی خود مشتعل شونده و غیر خود مشتعل شونده تقسیم می شوند. پیشرانه های غیر خود مشتعل شونده برخلاف پیشرانه های خود مشتعل شونده جهت اشتعال نیازمند سامانه آتشزنه می باشند تا انرژی و گرمای لازم برای آغاز افروزش را فراهم نمایند. سامانه آتشزنه یکی از مهم ترین قسمت های موتورهای با پیشرانه مایع غیر خود مشتعل شونده است، زیرا عدم عملکرد موفق سامانه آتشزنه می تواند خسارات جبران ناپذیری داشته و باعث عدم موفقیت ماموریت سامانه گردد. به همین دلیل سامانه آتشزنه مورد نیاز بایستی پارامترهای مهمی مانند قابلیت شروع مجدد ، اعتمادپذیری بالا، هزینه تولید پایین، وزن مناسب، دانش اثبات شده، عدم پیچیدگی زیاد دارا باشد. آتشزنه های مورد استفاده برای پیشرانه های غیر خود مشتعل شونده شامل الکتریکی، هایپرگول، لیزری، حرارتی، رزونانسی، کاتالیستی و پیروتکنیکی می باشند. در این مقاله ضمن معرفی سامانه های آتشزنه مختلف برای افروزش پیشرانه های مایع غیر خود مشتعل شونده، نحوه عملکرد این سامانه ها، مزایا و معایب آن ها مطرح خواهد گردید تا مناسب ترین سامانه آتشزنه برای موتور مورد نظر انتخاب گردد.
    کلیدواژگان: پیشرانه های مایع، غیر خود مشتعل، سرمازا، آتشزنه
  • رحیمه اسماعیل زاده*، رضا آرامی صفحات 61-73
    افزایش قدرت انفجار و در عین حال کاهش حساسیت ماده منفجره منجر به تولید نسلهای جدید از ماده منفجره شده است. یکی از ترکیبات قابل تامل در این زمینه،دی هیدروکسیل آمونیوم 5،''5- بیس(تترازول) – 1،''1- دی اولات (TKX-50) می باشد. بررسی ویژگیهای عملکردی این ماده نشان می دهد که کارایی انفجاری آن با CL-20 برابر است. TKX-50 با بیشتر مواد موجود در فرمولاسیون ها انفجاری سازگاری مناسبی دارد به طوری که حتی در برخی از منابع از آن به عنوان جایگزین برخی از نیترامین ها یاد شده است. بررسی حساسیت به محرکهای ناخواسته، نشان می دهد که این ترکیب با وجود داشتن محتوای انرژی و دانسیته بالا، حساسیت به ضربه و اصطکاک کمی دارد ضمن اینکه سمیت آن نیز پایین تر از بسیاری از مواد منفجره متداول است. این ویژگیها، می تواند نویدبخش تولید منفجره های کاراتر و در عین حال ایمن تر در آینده نزدیک باشد.
    کلیدواژگان: TKX، 50، حساسیت پایین، سرعت انفجار بالا
  • ایمان صدراللهی ارمی*، سعید توانگر روستا، حسین سوری صفحه 75
    هدف این مقاله، مروری بر تاثیر افزودنی های پلیمری بر ویسکوزیته نهایی دوغاب مواد منفجره پلیمری و مکانیسم کاهش ویسکوزیته می باشد. متغیرهای مربوط به فرمولاسیون و فرآیند تولید بر ویسکوزیته مواد منفجره پلیمری تاثیر می گذارد. ویسکوزیته مواد منفجره پلیمری مستقیما بر فرآیند اختلاط و شارژ این مواد تاثیرگذار است و از این رو لازم است به منظور سهولت در اختلاط و ریخته گری این مواد، مقادیر ویسکوزیته پایین باشد. در این تحقیق خلاصه ای از نحوه عملکرد افزودنی های پلیمری بر کاهش ویسکوزیته مورد مطالعه قرار گرفته است. علاوه بر این اثر افزودنی ها بر مقادیر تجربی ویسکوزیته نیز بررسی شده است. افزودنی ها به دو گروه تقسیم بندی می شوند، گروه اول موادی مانند لسیتین و سیلان که با کاهش کشش سطحی بایندر سبب تر شدن کامل ذرات جامد شده و ویسکوزیته کاهش می یابد و گروه دوم ترکیباتی مانند فسفین اکسایدها، آزیریدین ها و عوامل بلاک کننده واکنش پخت، که سبب می شوند زمان پیش پخت افزایش و ویسکوزیته کاهش یابد.
    کلیدواژگان: ویسکوزیته، مواد منفجره پلیمری، پیشرانه. زمان پیش پخت، فسفین اکسایدها، آزیریدین ها، عوامل بلاک کننده
|
  • Sina Bagheri, Saeed Tavangar Roosta*, Mohammad Reza Saber, Seyed Hadi Motamed Shariati Pages 3-17
    As the computation power developing, the simulation of the explosion blast wave becomes more accurate and much more codes and softwares designed for this purpose. Besides the numerical methods, there are some other effectives like: turbulence model, equation of state and the explosion models which affect the accuracy of the blast wave simulation results. This paper reviewed the numerical methods and also other effectives in the simulation of the dense explosives explosions and gas explosions blast waves. Also the summery of the past simulations characteristics have been placed in some tables to help the researchers of this field.
    Keywords: numerical methods, blast wave, turbulence model, equation of state
  • Dr. Narges Zohari*, Dr. Fatemeh Abrishami, S. Ali Pourmosavi Pages 20-29
    Since the number of threats originated from chemicals and chemical processes to human health and environment is not negligible, green chemistry has attracted the attention of researchers and scientists. It seems that application of the green chemistry principles in all stages of design energetic materials and production processes, optimizing or disposal of wastes and industrial effluents would be required in future. In this paper, different aspects of Green Chemistry’s attitude to various energetic materials, including explosives, propellants and pyrotechnics will be discussed. Green-energetic materials must be produced based on twelve principles of green chemistry. To this end, the production waste’s life-cycle, testing and maintenance of energetic materials should be minimized. The pollutants originated from combustion, explosion or decomposition of these compounds should also be reduced to the least amount. Energetic materials with high nitrogen content are one of the main classes of energetic materials that have attracted many attentions in this area of science. Since nitrogen gases are the major components of the products formed through the decomposition, ignition or explosion of these materials, they are called green materials. Another goal of scientists in this field is to formulate lead- and halogen-free propulsions and pyrotechnics. This paper also considers the main efforts to achieve green oxidizers and binders as alternatives for current energetic formulations.
    Keywords: Green chemistry, Energetic materials with high nitrogen content, Green propellants, Green oxidizers, Green binders
  • Reza Arami*, Rahimeh Esmaeelzadeh Pages 30-38
    Because of high toxicity of hydrazine and its derivatives, many efforts are conducted to finding alternative for hydrazine in hypergolic fuels which meanwhile can do spontaneous ignition, has a low environment risk. Due to high reducing ability of hydrazine, usage of powerful conducing agents’ idea was interested. These conducting agents required to improvement in order to use as a hypergolic fuel, so considering to low toxicity, environment consistency, high thermal-chemical stability and designable physic-chemical properties, synthesis of aluminum- and boron-based ionic liquids are considered. Aluminum-based ionic liquids aren’t success results as hypergolic fuels and in rare cases are suitable as monopropellant. But boron-based ionic liquids have desirable results and in some cases are better than hydrazine. In this paper, conducted efforts and their results, which done in this course, were briefly investigated.
    Keywords: propellant, hypergolic, ionic liquids, aluminum, boron
  • H. Moosavi, M. J. Taghizadeh, S. M. Moosavi* Pages 39-47
    One of the most important required additives in production of composite solid propellants are bonding agents. These compounds are used in order to increase the adhesion between the polymer resin and the oxidizer and also to enhance the physical and mechanical properties and to improve the solids loading of propellants. In some cases, the bonding agents also play a role as a curing agent by crosslinking with the polymer matrix (resin). Aziridines are used as an intermediate in different industries and one of the compounds that recently has attracted many attentions in order to reduce its production cost. This compoundes are mainly applied in the defence industries as solid fuel missiles. In this study, bonding agents and different methods for synthesis of aziridines as main component of aziridine bonding agents, HX-752 and MAPO, are investigated.
    Keywords: Propellant, Bonding Agent, Aziridine, HX-752, MAPO
  • A. Saberi Moghadam*, M. Mohammadzadeh, Z. Emami Fard Pages 49-59
    Liquid propulsion systems have effective role in implementation of space and military mission due to high performance and specific impulse. Liquid propellants are divided into two categories: hypergolic and non hypergolic propellants. Nonhypergolic propellants need an igniter system to provide the initial energy for propellant ignition compared with hypergolic propellants. Since failure in ignition system result in failure of engine firing, this system is one of the most important parts of non-hypergolic liquid propellant rocket engines. Therefore, the igniter system must have important parameters such as restartability, high reliability, low production cost, appropriate weight, proven knowledge, and lack of complexity. Spark igniter, hypergolic igniter, laser igniter, thermal igniter, resonant igniter, catalytic igniter, and pyrotechnic igniter are used for initial ignition of non-hypergolic liquid propellants. In this paper, various igniter systems for non-hypergolic liquid propellants are introduced and their advantages and disadvantages will be discussed.
    Keywords: Liquid Propellants, Non-Hypergolic, Cryogenic, Igniter
  • R. Arami*, R. Esmaeelzadeh Pages 61-73
    Increasing the explosion power simultaneously reduction of explosive sensitivity caused to preparing new species of explosives. One of the considerable compounds in this field is dihydroxyl ammonium 5,5′ bistetrazole-1,1′-diolate (TKX- 50). Evaluation of explosion properties of this material shows that its explosion efficiency is equal with CL-20. TKX-50 is compatible with most of the materials which used in explosive’s formulations, as in few papers, even introduced as some nitramines alternative. Evaluation of sensitivity to unwanted stimuli shows that despite this compound has high energy content and density; it has low sensitivity to impact and friction. Moreover, its toxicity is lower than most of the common explosives. These properties could be a promise to production of more effective meantime safe explosive at soon.
    Keywords: TKX-50, Explosives, Low Sensitivity, High Detonation Rate
  • Iman Sadrollahi Erami, Saeed Tavangar Roosta, Hosein Soury Page 75
    The purpose of this paper is to review the effect of polymer additives on the final viscosity of PBX slurry and viscosity reduction mechanism. Variables related to the formulation and manufacturing process affects PBX viscosity. PBX viscosity directly affects the process of mixing and charging of these materials and hence it is necessary that the viscosity values to be low in order to facilitate the mixing and casting these materials. In this study, a summary of the performance of polymer additives to reduce viscosity is studied. So the effect of additives on the experimental values of viscosity is investigated. Additives are divided into two groups: The first group contain materials such as lecithin and silane by reducing surface tension binder leading to complete wetting of solid particles and the viscosity decreases. The second group is compounds such as phosphate oxides, aziridines and blocking agents of curing reaction leading to increase pot life and decrease viscosity.
    Keywords: Viscosity, PBX, Propellant, Pot Life, Phosphate Oxides, Aziridines, Blocking Agents