بررسي تاثير ميزان و اندازه ذرات AP و RDX بر سرعت سوزش و خواص مكانيكي نوعي سوخت XLDB با دود كاهش يافته

Study of the Effect of Amount & Particle Size of AP and RDX on the Burning Rate & Mechanical Properties of Typical Reduced Smoke XLDB

در اين مقاله طراحي و توليد فرمولاسيون هاي مختلف از نوعي سوخت دوپايه شبكه اي كم دود ( XLDB ) با هدف بهينه‌سازي عملكرد بالستيكي و مكانيكي مورد بررسي قرار گرفته است. سوخت XLDB توليد شده شامل نوعي بايندر پلي اورتاني تحت عنوان پلي كاپرولاكتون مي باشد و از تركيبات آمونيوم پركلرات (AP) و RDX به عنوان اكسيد‌كننده در آن استفاده شده است. تركيبات مختلفي از اين سوخت به منظور بررسي تاثير ميزان AP و RDX برايمپالس ويژه، سرعت سوزش، خواص مكانيكي نظير مدول الاستيسيته و تنش تسليم طراحي و توليد شده است. نتايج بدست آمده از انجام تست ها در اين تحقيق بيانگر اين مطلب است كه با افزايش ميزان AP از 10% تا 20% و كاهش RDX از 50% به 40%، ميزان سرعت سوزش در فشارهاي مختلف دستخوش تغييرات زيادي مي شود. درتست هاي انجام شده، جايگزيني RDX با AP منجر به كاهش توان نمايي سرعت سوزش (n) از مقادير بالاي 9/0 به كمتر از آن و افزايش ايمپالس ويژه (تقريبا ً4%) شده است. در ادامه با انجام تست هاي تكميلي، نقش اندازه ذرات AP و RDX بر روي سرعت سوزش و خواص مكانيكي بررسي شده است. كاهش اندازه ذرات AP تا 5 ميكرون به تنهايي موجب كاهش ميزان توان نمايي از مقادير 9/0n > به 75/0 > n < 65/0 مي شود. علاوه بر اين، استفاده از دوسايز ريز و درشت RDX با نسبت (70/30) افزايش چشم‌گيري در بهبود خواص مكانيكي سوخت داشته است. نتايج بدست آمده از اين تحقيق بيانگر اين مطلب مي باشد كه استفاده از اندازه ذرات ريز AP و RDX موجب بهبود عملكرد بالستيكي و انجام تست هاي ايمن و دور ازانفجار در موتورهاي حاوي اين سوخت مي شود.

In this paper the Cross-linked double base propellant (XLDB) based on polyurethanes comprised of polycaprolactone (PCP) as binder and ammonium perchlorate (AP) and RDX as solid oxidizer have been prepared and characterized. Propellant burning rate were determined by the strand burner method (Crawford bomb). In the AP-based composition, the energy is enhanced and the pressure exponent reduced with increasing the AP content. When the AP is partially replaced by RDX, Isp is improved and the pressure exponent is decreased. The role of AP and RDX particle size was studied on the burning rate and mechanical properties of propellant. It will be find that the value of n (power low) decreases from 0.9 to 0.75 when the AP content increases from 10% to 20% and RDX amount decrease form 50% to 40%. By varying the AP particle size and RDX particle size up to 5 m, the exponent pressure reduce to 0.65 < n < 0.75. The mechanical properties of this propellant has been increased significantly by using of coarse & fine particle size of RDX (70/30).The result of this study revealed that fine size of RDX and AP (2- 10 m) may be the most suitable for this propellant to meet desired burning rate for satisfactory ballistics utilization.