Mechanical properties of solid rocket propellants
Katı roket yakıtlarının mekanik özellikleri
- Tez No: 56691
- Danışmanlar: PROF. DR. ÜLKÜ YILMAZER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kompozit katı yakıtlar, mekanik özellikler, yanma hızı, Composite solid propellant, mechanical properties, burning rate
- Yıl: 1996
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 97
Özet
öz KATI ROKET YAKITLARININ MEKANİK ÖZELLİKLERİ Göçmez, Ahmet Yüksek Lisans, Kimya Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Ülkü Yılmazer Ortak Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Saim Özkar Eylül 1996, 81 sayfa Katı roket motor performansını yükseltmek için HTPB-bazlı kompozit katı yakıtların oksitleyici (amonyum perklorat) miktarı artırılmıştır. Yumuşak polimerik bağlayıcı içerisinde sert katı taneciklerin miktarının artması nedeniyle ortaya çıkacak mekanik ve reolojik özelliklerdeki istenmeyen değişiklikleri en az seviyede tutmak için ikili (bimodal) amonyum perklorat sisteminin tane boyutları ve hacimsel oranlan optimize edilmiştir. Katı taneciklerin en yüksek istifleme yoğunluğu yakıtta dört ayrı boyutta (9.22 um, 31.4 um, 171 um, 323 um) amonyum perklorat tanecikleri kullanılarak ve ufak amonyum perkloratın iri olanına oranı değiştirilerek eldeedilmiştir. Metalik yanıcı olarak kullanılan toz alüminyumun tanecik boyutu (10.4um) ve yakıttaki derişimi balistik gereksinimlerden dolayı sabit tutulmuştur. Ufak ve iri taneli amonyum perklorat için optimum boyutlar 31.4 ve 323 um, optimum ufak ve iri oranı ise 35/65 olarak bulunmuştur. Daha sonra önceden bulunan boyutları ve ufak/iri oranını kullanarak yakıtın katı yüklemesi hacimsel olarak % 75' den % 85.6' ya çıkartılmıştır. Yakıt numunelerinin mekanik özellikleri, Instron cihazı kullanılarak 50 mm/dak. çekme hızı ile 25 °C da ölçülmüştür. Çalışmada oksitleyici miktarının ve ufak/iri oksitleyici oranının yakıt yanma hızına olan etkisi de değişen basınçlarda Crawford test sistemi kullanılarak incelenmiştir. Amonyum perklorat boyutlarının ve ufak/iri amonyum perklorat oranının sabit katı yüklemede değiştirildiği ilk kısımda elastisite modülünün belirli bir ufak/iri amonyum perklorat oranı için en düşük değerine ulaştığı ve dolayısıyla bu oranda katı yükleme oranının en yüksek olduğu belirlendi. Ufak/iri amonyum perklorat oranı arttıkça gerilmedeki mukavemet ve yanma hızı arttı, fakat maksimum gerilmedeki uzama azaldı. Ufak/iri amonyum perklorat oranının sabit tutulup katı miktarının arttırıldığı ikinci kısımda elastisite modülü ve yanma hızı katı miktarıyla artış gösterdi, fakat maksimum gerilmedeki uzama artan katı miktarıyla düştü. Hacimsel olarak % 82' ye kadar katı madde içeren yakıtlar roket uygulamalarında kullanılabilecek mekanik özelliklerin yanında geliştirilmiş balistik özellikler gösterdi.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT MECHANICAL PROPERTIES OF SOLD) ROCKET PROPELLANTS Göçmez, Ahmet M.S., Department of Chemical Engineering Supervisor: Prof.Dr. Ülkü Yılmazer Co-Supervisor: Prof.Dr. Saim Özkar September 1996, 81 pages The oxidizer (ammonium perchlorate) content of HTPB-based composite solid propellants was increased to improve the performance of solid rocket motors. In order to minimize the adverse changes in the mechanical and rheological properties due to the increased amount of hard solid particles in the soft polymeric binder matrix, the sizes and volume fractions of bimodal ammonium perchlorate and aluminum were first optimized. The maximum packing density of solids in the binder matrix was determined by using four different mean diameters of ammoniumperchlorate (9.22 um, 31.4 um, 171 um, 323 um) and varying the fine to coarse ratio. The size (10.4 um) and concentration of aluminum powder used as metallic fuel was maintained constant for ballistic requirements. Optimum sizes and fine to coarse ratio of ammonium perchlorate particles were determined to be at mean diameters of 31.4 um and 323 um and fine to coarse ratio of 35/65. Later the solid content of the propellant was increased from 75 % to 85.6 % by volume by using the previously determined sizes and fine to coarse ratio. Mechanical properties of the propellant samples were measured by using an Instron tester with a cross-head speed of 50 mm/min. at 25°C. The effect of oxidizer content and fine to coarse ratio of oxidizer on the burning rate of the propellant was also investigated by using a Crawford bomb testing system at various pressures. In the first part of the experiments in which the size and the fine to coarse ratio of ammonium perchlorate were varied at constant solid loading, the initial modulu showed a rninimum for a certain fine to coarse ratio indicating that the solids packing fraction is maximum at this ratio. The tensile strength and the burning rate increased, but the elongation at maximum stress decreased when the fine to coarse ammonium perchlorate ratio was increased. In the second part of the experiments in which the total solids were increased at constant fine to coarse ratio, the modulus, the tensile strength and the burning rate increased, but the elongation at maximum stress decreased with the solid loading. Propellants having solid loading of up to 82 % showed acceptable mechanical properties with improved ballistic properties to be used in rocket applications
Benzer Tezler
- Mechanical and aging properties of solid rocket propellants
Katı roket yakıtlarının yaşlanma ve mekanik özellikleri
ÖZGÜR HOCAOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
1998
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜLAY ÖZBELGE
- Çok disiplinli yaklaşımla katı yakıtlı roket motoru yapısal dayanım ve iç balistik performans optimizasyonu
A multidisciplinary approach in optimization of a solid rocket motor for structural strength and internal ballistic performance
CEYHUN TOLA
Doktora
Türkçe
2017
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Roket katı yakıtlarında kullanılan katkı maddelerinin yakıtın performansı üzerine etkisi
The Effect of the additivies used in the solid propellant on the performance of the composite solid propellant
HATİCE ÜRTİŞ
- The Formulation study of a solid rocket propellant liner based on carboxylterminated polybutadiene binder
Başlık çevirisi yok
MELİH AKILLI
- Alüminyum ilavesinin çift esaslı roket katı yakıt performansına etkilerinin incelenmesi
Determination of influence of al powders adding on performance of double base solid propellants in rockets
MUSTAFA AKÇİL
Doktora
Türkçe
1996
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEKİ ÇİZMECİOĞLU