مطالعۀ تجربی تأثیر توزیع اندازۀ ذرات اکسیدکنندۀ آمونیوم پرکلرات بر خواص فیزیکی، مکانیکی و احتراقی پیشرانۀ جامد مرکب بر پایۀ HTPB حاوی 19% وزنی آلومینیوم

Abstract

پیشرانۀ‌ جامد مرکب بر پایۀ سه جزء اصلی پلی‌بوتادی‌ان خاتمه‌یافته با هیدروکسیل/آلومینیم/آمونیم پرکلرات (AP/Al/HTPB) حاوی 19% وزنی آلومینیوم به‌دلیل بار جامد بالا، خواص فیزیکی، مکانیکی و احتراقی ویژه‌ای دارد. افزایش محتوای بار جامد به منظور ارتقای خواص عملکردی پیشرانۀ جامد مانند ایمپالس ویژه و گرمای احتراق حجمی که از الزامات مأموریت‌‌‌های فضایی هستند، انجام می‌پذیرد. از سویی افزایش بار جامد (کاهش سامانۀ‌ بایندر) با محدودیت‌های در فرایند تولید پیشرانه مانند افزایش گران‌روی، کاهش پات‌لایف (عمرکاربری) و کاهش فرایندپذیری دوغاب پیشرانه همراه است و هم‌چنین موجب کاهش کیفیت خواص مکانیکی محصول پیشرانه می‌شود. در این مقاله تأثیر توزیع اندازۀ ذرات اکسیدکنندۀ AP به‌عنوان یکی از مؤلفه‌های کلیدی بر خواص فیزیکی، مکانیکی و احتراقی پیشرانۀ جامد مرکب به‌صورت تجربی مطالعه شد. نتایج نشان داد که با کاهش میانگین اندازۀ ذرات AP، مقدار چگالی تغییر چشم‌گیری ندارد، مقدار استحکام کششی و مدول افزایش و ازدیاد طول کاهش می‌یابد و هم‌چنین نرخ سوزش پیشرانه‌ها کمی افزایش پیدا می‌کند. چگالی پیشرانه‌‌ها به‌صورت میانگین 1792kg/m3 ، برای نمونه پیشرانه با نسبت 0.88 = NCO/OH و میانگین جرمی اندازۀ ذرات AP برابر با 251μm مقدار استحکام کششی بیشینه 0.523MPa ، ازدیاد طول بیشینه 35/1%، مدول 1.5MPa و نرخ سوزش در فشار 65bar برابر با 6.9mm/sec به‌دست آمد.