فهرست مطالب

تحقیق و توسعه مواد پرانرژی - سال هفتم شماره 1 (پیاپی 13، بهار و تابستان1390)
  • سال هفتم شماره 1 (پیاپی 13، بهار و تابستان1390)
  • 92 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1390/10/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مقالات
  • ابوالقاسم قانعی کوچکی، رضا فارغی علمداری صفحه 3
    یکی از اجزاء مهم در پیشرانه های مایع دو جزئی اکسیدکننده است. اکسیژن مایع، فلوئور یا کلر و مشتقات آنها، اسید نیتریک و تتروکسیدنیتروژن اکسیدکننده های متداول هستند. از میان این اکسیدکننده ها، تتروکسیدنیتروژن بخاطر محدودیت کاربری در شرایط آب و هوایی سرد و نیز مشکلات خوردگی نیازمند افزودنی می باشد. این افزودنی اکسیدنیتروژن می باشد که علاوه بر رفع مشکلات موجود باعث بهبود جزئی در عملکرد پیشرانه می شود. در این مقاله، ضمن بررسی خواص اکسیدکننده 3MON، روش های مختلف تولید اکسیدنیتروژن نیزمطالعه گردید و از میان آنها واکنش سولفات آهن و نیتریت سدیم به دلیل دسترس بودن مواد، سهولت تولید، سمیت کمتر و راندمان بالای آن در مقیاس آزمایشگاهی، انتخاب شد.
    کلیدواژگان: پیشرانه مایع، اکسیدکننده، مخلوط اکسیدهای نیتروژن، تتروکسید نیتروژن، اکسیدنیتروژن
  • یدالله بیات، اصغر ساکی نژاد صفحه 13
    با توجه به اینکه CL-20 نسبت به HMX و RDX، خصوصیات ترمودینامیکی (محتوای انرژی، دانسیته، دمای شعله و. .. ) و همچنین اکسیژن بالانس مناسب تری را دارا می باشد، به همین دلیل انتظار می رود که پیشرانه های حاوی CL-20 نیز خصوصیات ترمودینامیکی بهتری را نسبت به پیشرانه های حاوی HMX و RDX دارا باشند. اما به دلیل اینکه پارامتر های دیگری از جمله خصوصیات بالستیکی، خواص مکانیکی، پایداری، حساسیت و. .. نیز در ارزیابی عملکرد یک پیشرانه نقش اساسی دارند، می بایست کلیه این پارامتر ها مورد ارزیابی قرار گیرند تا بتوان در مورد عملکرد یک پیشرانه قضاوت درست نمود. در این مقاله به بررسی خصوصیات اصلی پیشرانه های حاوی CL-20 در مقایسه با پیشرانه های حاوی HMX و RDX پرداخته شده است.
    کلیدواژگان: CL، 20، HMX، RDX، خواص ترمودینامیکی، خواص بالستیکی، خواص مکانیکی، پایداری، حساسیت، پیشرانه
  • علیرضا زارعی، علی بهبودی املشی، محمد منسوبی فرد صفحه 21
    کاتالیست های سرعت سوزش یا اصلاح کننده های سرعت سوزش، به دسته ای از مواد اطلاق می شود که، با کم و زیاد کردن شتاب در سطح سوزش، باعث افزایش و یا کاهش سرعت سوزش پیشرانه می شوند. این مواد با موازنه ی سرعت سوزش، نقش مهمی درطراحی گرین و همچنین منحنی مناسب تراست- زمان دارند. وظیفه ی اصلی آنها، کاهش وابستگی سرعت سوزش به دما و فشار محفظه ی احتراق بوده، که در نتیجه ی این عمل مناطق مزا و پلاتو ایجاد شده و، سبب بهبود خواص بالستیکی می شوند. از اینرو برخورداری از پیشرانه ای که درگستره ی وسیعی از فشار، دارای سرعت سوزش ثابتی باشد، همواره مورد نظرطراحان پیشرانه بوده است. اصلاح کننده های سرعت سوزش، یکی از موثرترین مواد در ایجاد چنین خواصی هستند. در این مقاله ضمن بررسی رفتار اصلاح کننده های سرعت سوزش، به بررسی مکانیسم عملکرد آنها بر رفتار پیشرانه پرداخته می شود.
    کلیدواژگان: اصلاح کننده سرعت سوزش، کاتالیست ها، مزا، پلاتیو، پیشرانه
  • علیرضا زارعی، محمد اسماعیل قنبری مزیدی، احد جهانیان، محمد تقی شریفی پارسا صفحه 33
    یکی از مهم ترین اهداف تحقیق در زمینه پیشرانه های تفنگی، افزایش انرژی جنبشی دهانه و افزایش عملکرد سیستم (افزایش برد و احتمال اصابت بیشتر به هدف) می باشد. تحقیقات نشان می دهد، پیشرانه ها به عنوان یک ماده جامد با قابلیت اشتعال مناسب، در شرایط محیطی مختلف به کار برده می شوند، بنابراین در هنگام شلیک در سلاح، پیشرانه ها در گستره دمایی oC40- تا oC50+ قرار می گیرند. مهم ترین نتیجه این شرایط محیطی مختلف، کاهش دقت تیراندازی است که به علت تخریب مواد ایجاد می شود. به عنوان مثال، در پیشرانه های متداول (پیشرانه تک پایه، دوپایه و سه پایه)، پارامترهای بالستیکی (فشار محفظه و سرعت دهانه) از تغییرات دمایی بسیار تاثیرپذیر است، به طوری که در این پیشرانه ها، با تغییر دما در یک گستره معین، فشار محفظه و سرعت دهانه به شدت تغییر می کند. بنابراین با حذف یا کاهش ضریب دمایی پیشرانه، عملکرد در سیستم های پیشرانش به طور قابل توجهی افزایش می یابد. در پیشرانه جدید موسوم به“پیشرانه با ضریب دمایی پایین“(LTC) با تغییر در فرمولاسیون، ضریب دمایی پیشرانه کاهش می یابد. در این مقاله ضمن معرفی این پیشرانه جدید و بررسی عوامل تعدیل کننده ضریب دمایی، پارا مترهای بالستیکی،عملکردی، و ایمنی این پیشرانه جدید، با پیشرانه های متداول مورد مقایسه قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: پیشرانه، فشار محفظه، سرعت دهانه، پیشرانه تفنگی با ضریب دمایی پایین
  • محمد رضا سویزی، محسن صادقی صفحه 45
    پیشرانه های فلزی، پیشرانه هایی حاوی پودر فلز به عنوان سوخت می باشند. این پیشرانه ها به علت داشتن ایمپالس ویژه بالا، دانسیته بالا، و وزن مولکولی پایین محصولات احتراق، مزایای زیادی مانند کارآیی بالا تر نسبت به پیشرانه های متداول دارند. عمده ترین فلزاتی که در این پیشرانه ها مورد استفاده قرار می گیرند، پودر های فلزی مانند،Li، Be، B، Al Mg وZr می باشند. پودر فلز Al به دلیل دانسیته مناسب، انرژی احتراق زیاد و افزایش ایمپالس بیشتر مورد استفاده واقع شده است. در این مقاله به بررسی و کاربرد پودر های فلزی در پیشرانه-های جامد پرداخته شده است. اثر این پودرهای فلزی بر خواص پیشرانه های حاوی آنها از جمله ضربه ویژه و احتراق مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: پیشرانه های جامد، پیشرانه های مرکب، پیشرانه غنی از سوخت، پودر های فلزی
  • مهدی مظفری نوشری، علی صابری مقدم، مجید شیخی نارانی صفحه 53
    موتورهای راکت مایع بواسطه ایمپالس ویژه بالا و قابلیت مدیریت تراست، به طور گسترده ای در صنایع نظامی و هوا فضا بکار گرفته شده اند. در این راکت ها در اثر احتراق پیشرانه مایع در محفظه ی تراست، نیروی پیشران (تراست) که عامل پرتاب و حرکت در فضاست، تولید می شود. محفظه ی تراست متشکل از سه بخش اصلی انژکتور، محفظه ی احتراق و نازل است. هر چند تحقیقات گسترده ای در زمینه ی ریولوژی، اتمایزیشن و احتراق پیشرانه های مایع انجام شده است اما اطلاعات انتشار یافته در مورد طراحی محفظه ی تراست بسیار محدود می باشد. در این مقاله ضمن معرفی محفظه تراست و بخش های مختلف آن در یک موتور راکت مایع، پارامترهای مهم در طراحی محفظه احتراق و نازل، انواع انژکتورهای متعارف و پارامترهای مهم طراحی در آنها ارائه می گردند و روش های مختلفی که برای خنک سازی موتورهای مایع متداول است بیان خواهد شد.
    کلیدواژگان: راکت مایع، پیشرانه مایع، محفظه ی تراست، انژکتور، محفظه ی احتراق، نازل، خنک سازی
  • شهرام قنبری پاکدهی، محمد علی پور، مهدی اسماعیلی جندابه، معصومه خدائی صفحه 65
    پراکسید هیدروژن در غلظت های بالا(تا حدود غلظت 98% وزنی) به عنوان یک ماده مهم پرانرژی محسوب می شود. در این مقاله ابتدا روش های جداسازی ناخالصی ها و یون های موجود در پراکسید هیدروژن تجاری و در ادامه روش های تغلیظ این ماده تا غلظت 98% وزنی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. نتایج حاصل از بررسی ها نشان داد که در مرحله خالص سازی روش های تبادل یونی و تقطیر مناسب هستند. در بخش تغلیظ نیز تقطیر در خلاء و کریستالیزاسیون سرمایشی روش های مناسبی می باشند.
    کلیدواژگان: پراکسید هیدروژن، جداسازی یون ها، خالص سازی
  • صفحه 79
|
  • A. Ghanei Kouchaki, R. Fareghi Alamdari Page 3
    Oxidizer is one of the important components in liquid bipropellants. Different oxidizers such as liquid oxygen, ammonia, fluorine or chlorine derivatives, nitric acid, nitrogen tetroxide have been used together with different fuels. Among these oxidizers, nitrogen tetroxide is a more important oxidizer because of good storable conditions, a high impulse especially in combination with nitric oxide and low corrosion. In this paper physical, chemical and performance properties of these oxidizers and preparation methods of nitrogen oxide are reviewed and according to advantages and disadvantage of each methods, its manufacturing is from reaction of FeSO4 and NaNO2 presented.
  • Y. Bayat, A. Saki Nezhad Page 13
    According to the fact that CL-20 has better thermodynamic properties (energy content, density, flame temperature, etc.) and oxygen balance in comparison to HMX and RDX, CL-20-based propellants are also expected to have better thermodynamic properties than the propellants containing HMX and RDX. Since other parameters such as ballistic properties, mechanical properties, stability, sensitivity, etc. have an important role in evaluation of the performance of a propellant, all of these parameters should be considered so that the performance of a propellant can be correctly judged. This article reviews the main features of propellants containing CL-20 compared to propellants containing RDX and HMX.
  • A. R. Zarei, A. Behboudi Amlashi, M. Mansoubie Fard Page 21
    Burning rate catalysts or burning rate modifiers, are classes of materials that improve the burning rate of the propellant by adjusting the rate of burning at the burning surface. These materials have important roles in grain tailoring and also in desirable thrust-time curves. Their main role, is reducing dependency of burning rate to temperature and chamber pressure, because creating plateau and mesa zones that modify ballistic properties. Hence, propellants that have high performance in wide pressure range, but with constant burning rate are desirable for scientists. Burning rate modifiers, are the most effective materials that can make such properties. In this paper, we reviewed the mechanisms of burning rate modifiers and their effect on performance of propellants.
  • A. R. Zarei, M. E. Ghanbari Mazidi, A. Jahanian Page 33
    One of the most important objective of gun propellant research is to increase muzzle kinetic energy and system performances (enhanced rang, hit probability and terminal effectiveness on target). Researches show that the solid propellants for barreled weapons are used in several temperature conditions. For example, when a weapon is fired, the propellant is submitted to temperatures ranges of - 40 °C to +50 °C. The main result is a loss in the shoot precision due to the material degradation. In the case of conventional propellants (single base, double base and triple base), ballistic parameters (as chamber pressure and muzzle velocity) are highly dependent to the temperature variation. In these propellants, there is a great change in chamber pressure and muzzle velocity by variation of temperature in a specific range. Therefore by reducing or eliminating the temperature coefficient of propellant, performance of propulsion system increases significantly. In This kind of novel propellant named low temperature coefficient (LTC) gun propellant, there is a reduction in temperature coefficient by change of formulation. In this paper meanwhile introduction of this new propellant and investigation of adjusting factor of temperature coefficient, we have compared ballistic performance and safety parameters of this new propellant with conventional propellant.
  • M. R. Sovizi, M. Sadeghi Page 45
    Metallized propellants are kind of propellant that have metal powder as fuel. Because of high specific impulse, high density and combustion products with low molecular weight, these poropellants have multiple advantages (such as higher performance) compared to conventional propellants. Metal powders such as Al, B, Be, Li, Mg, and Zr are the most important metal powders that are used in these kinds of propellants. Al powders, because of its convenient density, high combustion energy and specific impulse are more used. In this article, the effect of metal powders on the properties of solid propellants is investigated.
  • M. Mozaffari Nooshari, A. Saberi Moghadam, M. Sheykhi Narani Page 53
    Liquid rocket thrust chambers are used widely in military crafts and space crafts because of their high specific impulse and thrust management capability. Combustion of liquid propellants in combustion chambers produces required thrust for shooting and movement of rocket in space. A thrust chamber is formed from three main parts: injector, combustion chamber and nozzle. Although there is a lot of a paper in field of rheology, atomization and combustion of liquid propellant, but there is limited published research in the field of design of liquid thrust chamber. In this article, the combustion chamber and different parts of liquid rocket motor are presented, then different types of prevalent injectors and their important design parameters and also common various methods for cooling of liquid motors are expressed.
  • S. Ghanbari Pakdehi, M. Alipour, M. E. Jondabeh, M. Khodayee Page 65
    Hydrogen peroxide in high concentrations (about 98%) is considered as an important energetic substance. In this paper, the methods for the separation of impurities and ions and concentrating of commercial solution of hydrogen peroxide is investigated. The results showed that the purification has been well done via the ion exchange and distillation techniques. Also vacuum distillation and then cooling crystallization are suitable methods for the concentration of hydrogen peroxide.