مطالعه تجربی وابستگی سرعت صوت پیشرانه جامد به فشار به روش التراسونیک

Abstract

به‌منظور دست‌یابی به نتایج دقیق‌ نرخ سوزش پیشرانه جامد به‌روش التراسونیک، باید روابط وابستگی به فشار سرعت صوت نمونه‌آزمایشی، در الگوریتم‌های تعیین ضخامت لحظه‌ای اعمال گردد. در این مقاله ضمن ارائه‌ پیشینه‌جامعی بر روش التراسونیک و کاربری آن در اندازه‌گیری نرخ سوزش، به بررسی وابستگی سرعت صوت به فشار چندین ترکیب با پایه پلیمری HTPB (هیدروکسی ترمینیتد پلی‌بوتادین)پرداخته شده است. نمونه‌های پلیمری با قطرو ضخامت‌حدود30 میلی‌متر در فشارهای متفاوت مورد آزمایش قرار گرفته‌اند. با ثبت و سنجش زمان بین سیگنال‌های امواج التراسونیک ارسالی و اکوهای بازگشتی مربوط به نمونه آزمایشی، سرعت صوت در هر فشار تعیین گردیده است. محدوده فشارهای آزمایشی بین 0 و100 بار بوده و تغییرات سرعت صوت برای پلیمر HTPBدر دو فرآیند فشارگذاری و فشاربرداری ارزیابی شده است. نتایج حاکی از آن است که سرعت صوت نمونه‌های آزمایشی وابستگی فزآینده خفیف و خطی به فشار دارد. برای نمونه تغییرات سرعت صوت پلیمر HTPB در بازه فشارهای مذکور در حدود 40متر بر ثانیه برای مقدار میانگین 1620 متر بر ثانیه برآورد شده است. از دیگر موارد بررسی شده در این مطالعه، ارزیابی اثر فشار بر سرعت صوت ترکیبات مختلفی از HTPB با آمونیم پرکلرات و آلومینیم می‌باشد. در ادامه اقدام به انجام آزمایش‌هایی به‌منظور اثبات تکرارپذیری نتایج شده است. در این راستا عدم قطعیت نتایج سرعت صوت در دسته آزمایش‌های مشابه نیز محاسبه و ارائه گردیده است. عدم قطعیت به‌دست آمده برای HTPBخالص درحدود 3% بوده که با توجه به مطابقت نتایج به‌دست آمده با نتایج دیگر محققان، مقدار قابل قبولی به‌شمار می‌رود.