فصل دوم : پیشرانه های ژل
بیشتراز50سال است که پیشرانه های مایع درسیستم های موشکی ،خصوصاً برای موشک های میان برد و برد بلند ،مورد استفاده قرار گرفته اند،وهم چنین پیشرا نه های مایع قابلیت بسیار بالا و امکان کاربرد در انواع موشک ها( از جمله موشک ها ی کروز)، راکت ها،فضاپیماهاواژدرها،سالیان متمادی مورد استفاده قرار می گیرند. علی رغم توسعه وسیعی که پیشرانه های جامد در چند دهه اخیر، خصوصاً بواسطه سادگی سیستم موتور،در مقایسه با سیستم نسبتاً پیچیده ای موتور مایع داشته اند،با این وجود،این پیشرانه ها نتواستند جایگزین پیشرانه های مایع شوند.این امر ناشی از مزایای منحصر به فرد ی است که سیستم های پیشرانه مایع در مقایسه با سیستم های پیشرانش جامد دارند.
سیستم های پیشرانش مایع وجامد هریک دارای مزایا ومعایبی هستند که با مرتفع ساختن معایب وتقویت مزایا،پیشرانه های پیشرفته تری ساخته می شود.تلاش شده است تا پیشرانه های ژل،مزایای هردو سیستم پیشرانه مایع و جامد را داشته وتا حد زیادی نواقص هردو سیستم را برطرف کند.
ولی براساس افزایش تقاضا ودرخواست محققان در زمینه سیستم های پیشرانش موشکی در جهت بالا بردن عملکرد راکت وبهترشدن ایمنی پیشرانه ها در دهه های پیشین ،آنها را به سمت پیشرانه ها ی ژل سوق داده است. این پیشرانه ها، حالتی بین جامد ومایع است واینکه مزیت های هردو حالت را با هم دارد.
در حالت کلی می توان گفت که پیشرانه های ژل،حالت تکامل یافته (بهینه شده ی)پیشرا نه های مایع هستند.
این پیشرانه ها از افزودن نوعی ژل کننده ((Gellant مناسب به اکسید کننده ویا سوخت،ساخته می شوند.باژل سازی پیشرانه ،امکان افزودن مواد انرژی فلزی نظیر پودر های آلومینیوم ،بریلیم،منیزیم وبور به پیشرانه مایع فراهم می گردد که این عامل ،باعث افزایش دانسیته پیشرانه ونیز ایمپالس ویژه ی آن می گردد.تغییر در این دو عامل،باعث کاهش حجم موشک ودر نتیجه افزایش برد وسرعت موشک می شود.
این پیشرانه ها بدلیل خاصیت ویسکو الاستیک ،بسیار ایمن تر از پیشرا نه های مایع وجامد هستند.
در اواخر دهه 90 اولین نتایج تست عملیاتی برروی موشک های تاکتیکی با استفاده از پیشرانه ژل در دسترس عموم قرار گرفت.
در سال اخیر تحقیقات برای بهبود عملکرد پیشرا نه های ژل ، ساخت آنها بااستفاده از مواد باسمیت کمتر (به دلیل قوانین محیط زیستی و استاندارد های ارائه شده)،قابلیت پذیرش بیشتر مواد پر انرژی،رفتار رئولوژیکی مناسب ،احتراق مطلوب واستفاده از نانو ذرات در حال انجام شده است.
2-1- ژل چیست
ژل ها دارای تعریفی مبهم ودشواری می باشد ژل ها مایعاتی ند که خاصیت رئولوژی شان توسط افزودن عامل ژل کننده خاصی(ژلنت) تغییر پیدا میکند واز طرف دیگر رفتارشان شبیه به جامدات می باشد.
D.Jordan Lloyd ازHerman بیان کرده است: که او در سال 1926 درمورد ساختار ژل تحقیقاتی را انجام داده است.
،ژل را بعنوان سیستمی ازخاصیت و ویژگی جامد تعریف کرد. در سال 1946 Bungen berg de jong
به طوری که ذرات کلوییدی (Colloidal) واجزاء سازنده آن چسبنده(Coherent) است. در سال 1949 Herman ،با در نظر داشتن سه فرض ،ژل را تعریف کرد:
1-آنها سیستم های کلوییدی( حداقل متشکل ازدو ترکیب) چسبنده هستند.
2-ژل ها دارای خاصیت مکانیکی جامدات هستند..
3-آنها هم به صورت پراکنده ((Dispersedو هم به صورت متوسط پراکندگی( Dispersion Averaged)در سرتاسر سیستم موشکی یافت.
در سال 1990(Brinkers & Scherer) ،ژل را به عنوان ماده ای که شامل یک ساختمان پیوسته مایع را محصور کرده است” تعریف کرده اند آنها خاصیت الاستیک ژل را به پیوستگی ساختار جامد درآن،مربوط می دانستند.
ژل ها را از(4)طریق می توان تهیه کرد:
1-انعقاد( Coagulation)یا کاهش حلالیت
2-تشکیل ژل ها ددر اثر واکنش شیمیایی
3-لخته شدن (Setting ) محلول کلوییدی در اثر سرد شدن