فهرست مطالب

دفاع هوافضایی - پیاپی 4 (زمستان 1401)

نشریه دفاع هوافضایی
پیاپی 4 (زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • حمیدرضا البرزنیا*، سید علی حسینی مرادی صفحات 1-11
    در این مقاله ، پژوهشی نوین بر اساس تیوری تابعی چگالی (DFT)، و شبیه سازی محاسبات اصول اولیه، برای بررسی اثرات کرنش فشاری عمودی بر روی خواص نانو ساختار دو بعدی پنتاگرافن  می باشد. ،در ابتدا، با هدف اعتبارسنجی نتایج این تحقیق ، خواص ساختاری و الکترونی پنتا گرافن در حالت بهینه بررسی گردیده که نتایج حاصل تطابق خوبی با تحقیقات پیشین را نشان می دهد. بررسی خواص الکترونی پنتا گرافن تحت شرایط کرنش فشاری، نشاندهنده تغییر گاف نوار انرژی از حالت غیر مستقیم به مستقیم می باشد. همچنین بررسی خواص اپتیکی این نانو ساختار دو بعدی  تحت شرایط کرنش فشاری  مطابقت رفتارهای نوری و الکترونی این نانوساختار را نشان می دهد. با توجه نتایج به دست آمده در این پژوهش نانو ساختار دو بعدی پنتاگرافن را می توان به عنوان یک ماده مناسب برای طراحی دستگاه های الکترواپتیکی معرفی نمود.
    کلیدواژگان: تئوری تابع چگالی، نانو ساختار دو بعدی پنتاگرافن، خواص الکترونی، خواص نوری
  • رحمت الله رحمانی*، مصطفی لیوانی، سید مهدی حجازی فرد صفحات 12-34

    بررسی تجربی و عددی رفتار خمشی نوع جدیدی از ساختارهای ساندویچی با رویه هایی از جنس شیشه-اپوکسی و هسته ای ترکیبی از فوم و کامپوزیت موج دار با هندسه مربعی در این مقاله انجام شده است. پس از ساخت نمونه ها با استفاده از تکنیک انتقال رزین به کمک خلاء ، نمونه ها بر طبق استاندارد تحت آزمایش قرار گرفته و نمودار های نیرو-جابه جایی مربوط به هر کدام بدست آمد. حل المان محدود برای مشخص کردن بیشترین جابه جایی در نمونه ها با استفاده از نرم افزار آباکوس انجام شد. در حل تجربی، سه سری نمونه با هسته های ترکیبی و سه ضخامت مختلف در کامپوزیت موج دار با هندسه مربعی تعبیه شده در هسته ای فومی و یک سری نمونه با هسته ساده فومی ساخته شد. به منظور صحت سنجی تجربی مسیاله، از هر حالت سه نمونه یکسان ساخته شد و از میانگین داده ها در نتایج استفاده شد. نشان داده شد که سفتی خمشی با افزایش ضخامت کامپوزیت موج دار داخل هسته، افزایش می یابد. همچنین نسبت سفتی خمشی به جرم با افزایش ضخامت، افزایش می یابد؛ اما روند این افزایش با افزایش ضخامت از سه لایه به پنج لایه ؛ به نسبت تقریبا یک به دو کاهش می یابد. در نهایت نتایج تجربی و عددی با هم مقایسه شدند، که تطابق قابل قبولی بین این دو مشاهده شد.

    کلیدواژگان: ساختارهای ساندویچی، هسته موج دار، هندسه مربعی، رویه های کامپوزیتی، اثر ضخامت، رفتار خمشی
  • غلامرضا فغانی* صفحات 35-48
    پوشش های چند لایه نیتریدی ایجاد شده توسط رسوب فیزیکی بخار (PVD) روند خوبی در بهبود مقاومت به خوردگی نشان داده اند. در این تحقیق، عملکرد خوردگی پوشش های چند لایه Ti/TiN با ضخامت حدود 1.5 میکرون که توسط کندوپاش مگنترونی خلا بالا بر روی    زیر لایه آلیاژ آلومینیم 7075 ایجاد شدند، بررسی شد. وجود فاز های TiN، TiOxNy و TiO2 توسط آنالیز XPS در مقطع جانبی پوشش های چندلایه تایید شد. یکنواختی سطح پوشش ها به همراه ایجاد سطحی چقرمه با دانه های ریز با استفاده از میکروسکوپ FESEM و زبری سطح 142 آنگستروم با میکروسکوپ AFM تایید شد. نتایج آزمون امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) رفتار مطلوب خوردگی پوشش های چندلایه ای  Ti/TiN را اثبات نمود. بازه تغییرات مقاومتی برای نمونه های پوشش داده شده، بین  808.5 تا  1984 بود که در مقایسه با نمونه بدون پوشش با مقدار  84.3، افزایش چشم گیر مقاومت به خوردگی بین 23-9.6 برابری را نشان داد.
    کلیدواژگان: رسوب فیزیکی بخار، پوشش چندلایه، مقاومت به خوردگی، آلیاژ آلومینیم 7075
  • پیمان فرازمند* صفحات 49-59

    نانوکامپوزیت نانولوله کربنی با اکسیدروی به طور موفقیت آمیزی با یک روش متفاوت تهیه شد. ابتدا نانولوله های کربنی چند دیواره (MWCNT) را به روش انباشت شیمیایی بخار با پلاسمای افزایشی (PECVD) آماده کردیم. سپس اکسید روی را بر نانولوله ها پوشانده ایم. برای این منظور، ما از روش انباشت فیزیکی بخار گرمایی (TPVD) استفاده کردیم و لایه نازکی از روی را انباشته و سپس آن را اکسید کردیم. طیف سنجی رامان نمونه های آماده شده حضور اکسید روی را بر روی بدنه نانولوله های کربنی تایید می کند. می توان از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) نانوذرات اکسید روی دانه مانند را روی دیواره های نانولوله های کربنی مشاهده نمود. بوسیله اندازه گیری های گسیل میدانی فهمیدیم که نانولوله کربنی پوشیده شده با اکسید روی گسیل بهتری را از نانولوله های بدون پوشش نشان می دهند. از این کامپوزیت می توان در لامپ هایی که بر پایه خاصیت گسیل میدان کار می کنند استفاده نمود. قبل از این چنین لامپ هایی با نانولوله کربنی خالص ساخته شده اند.

    کلیدواژگان: نانوگسیل کننده های میدانی، نانو لوله کربنی، اکسید روی، گسیل میدانی
  • علیرضا مرادی صالح*، مهران حسنی، حسن صالحی صفحات 60-67

    با توجه به موقعیت حساس کشور و تهدید های پی در پی و همچنین چندین اقدام تروریستی در سالهای آتی نیاز به پدافند غیر عامل در هر زمان دیگری احساس می شود. لذا در این مواقع نیاز به محافظت از منابع حساس امری ضروری است. ژیوسنتتیک ها از جمله مصالح نوین و کارآمدی هستند که در عین سادگی و اجرای سریع بدون نیاز به تجهیزات و افراد متخصص در ترکیب با خاک به عنوان دیوارهای محافظ عملکرد خوبی حتی نسبت به سازه های زمانبر و پر هزینه و وقتگیر از خود نشان می دهند. در این تحقیق تمرکز بر روی تغییر شکل دیوار خاکی مسلح، در برابر انفجار می باشد. پس از بررسی مدل، توسط نرم افزار ژیوتکنیکی Geostudio/Slope/w در حالت تعادل استاتیکی ، تغییر شکل های دیوار توسط نرم افزار اجزاء محدود 3D/ Abaqus با استفاده از مدل رفتاری موهرکولمب انجام شد. هدف تحقیق حاضر بررسی تاثیر وجود ژیوسنتتیک بر روی تغییر شکل دیوار خاکی مسلح در برابر انفجار می باشد. نتایج نشان داد که با افزایش فاصله انفجار از دیوار تغییر شکل های دیوار کاهش پیدا می کند، اما نکته قابل توجه نرخ این کاهش تغییر شکل می باشد که با افزایش فاصله انفجار از دیوار خاکی افزایش پیدا می کند.

    کلیدواژگان: دیوار خاکی مسلح، بارگذاری انفجار، ژئوسنتتیک ها، ABAQUS
  • محمدعلی رنجبر*، علیرضا پورموید، سهند سراجیان صفحات 68-85

    حفظ آمادگی تجهیزات پدافند هوایی عامل به عنوان یکی از مهم ترین بازوهای نیروهای مسلح کشور، امری اجتناب ناپذیر است. تسلیحات پدافندی (به خصوص توپ های ضد هوایی) نیازمند آمادگی کامل به منظور اجرای آتش در کسری از ثانیه هستند. در کشور ایران، به دلیل استقرار این تجهیزات در مناطق با رطوبت بالا (مانند نواحی ساحلی خلیج فارس)، لزوم حفاظت خوردگی ضروری می‏باشد. به همین منظور، تولید پوشش محافظ پلی یورتان/ گرافن بر روی فولاد شبیه سازی شده از بدنه توپ های متداول پدافند عامل کشور (23 و 35 میلی متری) بررسی شد و در این راستا سه نوع پلی ال با پایه گیاهی (روغن کرچک) سنتز گردیدند. همچنین از اکسید گرافن، گرافن متخلخل و گرافن متخلخل آمینی به عنوان نانوفیلرهای پوشش استفاده شد. هدف از آمین دار کردن و ایجاد تخلخل در گرافن، افزایش سازگاری و سطح تماس آن با پلی‏یورتان بود. پارامترهایی که به عنوان متغیر در آزمایشات مورد مطالعه قرار گرفتند عبارتند از نوع پلی ال، نوع و مقدار نانو ذره اعمالی به سیستم. پس از سنتز نمونه ها، بر روی آنها آزمون های حرارتی، چسبندگی، استحکام کششی و غوطه وری آب نمک انجام و از میکروسکوپ الکترونی روبشی (FE-SEM) برای مطالعه سطوح و پراکنش ذرات بهره گرفته شد. در نهایت، مشخص شد نانوکامپوزیت سنتز شده از پلی ال نیمه سخت به همراه گرافن متخلخل آمینی خواص مطلوب تری نسبت به سایر نمونه ها دارد و می تواند از بدنه توپ های ضد هوایی در برابر محیط های خورنده با رطوبت بالا، محافظت مناسبی انجام دهد.

    کلیدواژگان: پدافند هوایی، پوشش ضدخوردگی، پلی یورتان، گرافن اکسید، گرافن متخلخل آمینی
|
  • Hamidreza Alborznia *, Seyed Ali Hosseini Moradi Pages 1-11
    In this article, new research is based on density functional theory (DFT), and simulation of first-principles calculations, to investigate the effects of vertical compressive strain on the properties of two-dimensional penta-graphene nanostructure. First, to validate this research's results, the structural and electronic properties of penta-graphene were investigated in the optimal state, and the results show a good agreement with previous research. Investigating the electronic properties of penta-graphene under the conditions of compressive strain indicates the change of the energy band gap from indirect to direct. Also, the examination of the optical properties of this two-dimensional nanostructure under compressive strain conditions shows the compatibility of this nanostructure's optical and electronic behaviors. According to the results obtained in this research, the two-dimensional nanostructure of penta-graphene can be introduced as a suitable material for the design of electro-optical devices.
    Keywords: Density Function Theory, Two-dimensional penta-graphene nanostructure, Electrical properties, Optical properties
  • Rahmat Olah Rahmani *, Mostafa Livani Pages 12-34

    The experimental and numerical study on flexural behavior of new type sandwich structures with glass-epoxy skins and a combinatorial core consist of foam and corrugated composite with rectangular geometry was investigated in this paper. After sample production by vacuum assisted resin transform molding technique; samples were tested according to standard and then the related load-deflection curves were obtained. Finite element analysis was applied for determining maximum deflection of samples by ABAQUS software. In experimental three series of samples with combinatorial core and three different thicknesses for rectangular shape corrugated composite in a foam core and one series of sample with simple foam core; have been product. In order to experimental accuracy of problem; three same samples have been product in each case and the average data have been used for results. It has been shown that the flexural stiffness was increased with increasing in thickness; and the flexural stiffness to mass ratio was increased so on; but the rate of this increasing was decreased from 3 to 5 layers of corrugated composite laminate in PVC foam. Finally the experimental and numerical results were compared and a reasonable agreement between them has been observed.

    Keywords: SandwichStructures, CorrugatedCore, RectangularShape, Composite Skins, Thickness Effect, Flexural Behavior
  • Golamreza Faghani * Pages 35-48
    Nitride multilayer coatings created by Physical Vapor Deposition (PVD) method has shown a good trend in improving corrosion resistance. In this research, corrosion performance of Ti/TiN multilayer coatings with 1.5 µm in thickness which created by High Vacuum Magnetron Sputtering on 7075 Aluminum Alloy substrate was investigate.  Presence of TiN, TiOxNy and TiO2 phase in the cross-section of multilayer coatings was confirmed by XPS analysis. Creation of uniform coatings with tough surface with smooth grains by FESEM microscope and surface roughness of 142Å by AFM microscope was confirmed. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) results was proved desirable corrosion behavior of the Ti/TiN coatings. Resistance changes for coated samples was in range of 1984-808.5  witch in comparison with uncoated sample with 84.3 in resistance was shown remarkable increase in corrosion resistance between 9.6-23 times.
    Keywords: Physical Vapor Deposition, multilayer coating, corrosion resistance, 7075 Aluminum Alloy
  • Peyman Farazmand * Pages 49-59

    Array of nano-field emitters is used in devices such as vacuum tubes that are used in military equipment such as radars and electromagnetic weapons. These arrays have been realized based on carbon nanotubes (CNTs). In this article, carbon nanotube and zinc oxide (CNT–ZnO) nanocomposite were successfully synthesized with a different method. We have initially prepared multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) by the plasma enhanced chemical vapour deposition method. Alternatively, we used thermally physical vapour deposition for making thin Zn film to oxidize it later. Scanning electron microscopy and also Raman spectroscopy measurements of the prepared samples confirmed the presence of ZnO nano particles on the CNT bodies. By field emission (FE) measurements we found that ZnO deposited CNTs have a more efficient emissivity than that of CNTs alone.This composite can be used instead of cold cathode in vacuum tubes that work based on field emission properties. Before this, such tubes have been made with pure CNTs.

    Keywords: Nano-field emitters, Carbon nanotube, Zinc oxide, Field emission
  • Alireza Moradi Saleh *, Mehran Hasani, Hasan Salehi Pages 60-67

    Given the sensitive situation of the country and the successive threats, as well as several terrorist acts in the coming years, the need for passive defense is felt at any other time. Therefore, in these cases, the need to protect sensitive resources is essential. Geosynthetics are among the new and efficient materials that, while simple and fast implementation without the need for equipment and specialized people in combination with soil as protective walls, show good performance even compared to time-consuming, costly and time-consuming structures. In this study, the focus is on the deformation of the reinforced earth wall in the face of an explosion. After examining the model by Geostudio / Slope / w geotechnical software in static equilibrium mode, wall deformations were performed by 3D / Abaqus finite element software using MohrColumb behavioral model. The aim of the present study was to investigate the effect of geosynthetics on the deformation of reinforced earth walls against explosion. The results showed that with increasing the distance of the explosion from the wall, the deformations of the wall decrease, but the remarkable point is the rate of this deformation reduction, which increases with increasing the distance of the explosion from the earth wall

    Keywords: Reinforced earth wall, blast loading, geosynthetics, ABAQUS
  • Mohammad Ali Ranjbar *, Ali Reza Pourmoayed, Sahand Serajian Pages 68-85

    Maintaining the readiness of operating air defense equipment as one of the most important arms of the country's armed forces, it is inevitable. Defensive weapons (especially anti-aircraft guns) require full readiness to fire in a fraction of a second. In Iran, due to the installation of this equipment in areas with high humidity (such as the coastal areas of the Persian Gulf), the need for corrosion protection is essential. For this purpose, the production of polyurethane / graphene protective coating on simulated steel from the body of conventional defense cannons (23 and 35 mm) was investigated. In this regard, three types of polyols with plant base (castor oil) were synthesized. Graphene oxide, porous graphene and amine porous graphene were also used as coating nano fillers. The purpose of amino acidification and porosity in graphene was to increase its compatibility and contact surface with polyurethane. The parameters that were studied as variables in the experiments are the type of polyol, the type and amount of nanoparticles applied to the system. After the samples were synthesized, thermal, adhesion, tensile strength and immersion tests of salt water were performed on them and scanning electron microscopy (FE-SEM) was used to study the surfaces and particle dispersion. Finally, it was found that the nanocomposite synthesized from semi-rigid polyol with porous amine porous graphene has better properties than other samples and can withstand the body of anti-aircraft cannons against corrosive environments with high humidity.

    Keywords: Air Defense, Anti-corrosion coating, Polyurethane, Graphene oxide, Amino porous graphene