چکیده

تنظیم نرخهای سوختن پیشرانه های جامد هدف همیشگی طراحان پیشرانه جمد بوده است. روشهای بسیاری برای تغییر نرخ سوختن شامل تغییر فرمولاسیون پیشرانه، افزودن تغییردهنده های نرخ سوختن و تغییرشکل هسته پیشرانه استفاده شده اند. متعاقبا، فیبرهای فلزی همانند مس و نقره برای افزایش نرخ سوختن به وسیله فراهم کردن مسیرهای انتشار حرارت سریع به پیشرانه ها افزوده شدند. به هر حال، این سیمهای فلزی انرژی را به طور قابل توجه زیاد نمی کنند و دارای طیف تنظیم محدود می باشند. در این مقاله، ما تاثیر جاسازی فویلهای راکتیو آلومینیوم فعال شده مکانیکی/پلی تترافلوئورواتیلن (Al/PTFE)، نانوفویلهای نیکل/آلومینیوم و سیم خودآلیاژی Pyrofuze® را در یک پیشرانه کامپوزیت AP/HTPB توصیف میکنیم. نرخ سوختن حاصله را کمی سازی می کنیم و نرخ سوختن پیشرانه با سیمهای مسی جاسازی شده را مقایسه می کنیم. پی بردیم که نانوفویلهای نیکل/آلومینیوم و سیم Pyrofuze® با افزایش ثابت در نرخ سوختن موضعی بدون در نظرگیری فشار فراهم می کنند. در حالیکه نرخ های سوختن موضعی پیشرانه ها با فویل Al/PTFE به عنوان تابعی از فشار تغییر می کند. مصرف فویل Al/PTFE برخلاف دیگر مواد بررسی شده، گاز قابل توجهی آزاد می سازد. محصولات احتراق فویل Al/PTFE تولید گاز و انرژی پیشرانه را افزایش می دهند که منجر به کارایی بیشتر پیشرانه نسبت به پیشرانه های سیمی معمولی می شود. در حالی که مواد دیگر نرخ سوختن پیشرانه را به وسیله افزایش در مساحت سطحی و بنابراین نرخ سوختن جرمی افزایش می دهند. آلومینیوم و کربن آزاد شده به وسیله واکنش سیم Al/PTFE می تواند با محصولات پیشرانه اکسید شوند و دمای گازهای احتراق را افزایش دهند. به علاوه، Al/PTFE یا سیم های راکتیو مشابه می توانند منجر به کاهش در تولید خاکستر در مقایسه با سیم های خنثی و خودآلیاژ (برای مثال نانوفویل های مس، نیکل/آلومینیوم و Pyrofuze®) شوند. و ممکن است برای استفاده در پیشرانه ها به دلیل قابلیت کاهش نرخ سوختن بالا و مشارکت در احتراق پیشرانه بسیار مناسب باشند.

---

واژگان کلیدی: سیم های جاسازی شده، پیشرانه کامپوزیت آمونیوم پرکلرات ، نرخ سوختن ارتقاء یافته ، پودر فعال شده مکانیکی ، مواد خودآلیاژ