Dynamic mechanical analysis of double base rocket propellants

• Autorzy: Cegła M. , Borkowski J. , Zmywaczyk J. , Koniorczyk P.

Identyfikatory

DOI

10.5604/12345865.1197970

Warianty tytułu

PL

Badanie stałych dwubazowych paliw rakietowych za pomocą dynamicznej analizy mechanicznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The article presents dynamic mechanical analysis (DMA) for solid rocket propellants testing. Principles of operation and measured values are briefly described. The authors refer to the previous research of PTFE material and literature data providing information about proper experimental conditions and influence of measurement frequency, load amplitude, and heating rate on the results of DMA tests. The experimental results of solid double-base rocket propellant testing obtained on the Netzsch DMA 242 device are presented. Mechanical properties such as the dynamic storage modulus E´, the dynamic loss modulus E˝ and tan(δ) were measured within temperature range from (–120°C) to (+90°C) at the heating rate of 1 K/min. The test sample was subjected to a dual cantilever multi-frequency test. Special attention was paid to determination of the glass transition temperature of the tested propellant in reference to the NATO standardization agreement 4540 as well as influence of the measurement frequency on the glass transition.

PL

W artykule przedstawiono badanie dwubazowego paliwa rakietowego za pomocą dynamicznej analizy mechanicznej (DMA). Autorzy przytaczają wcześniejsze badania materiału PTFE oraz dane literaturowe w celu wyjaśnienia zasad działania urządzeń DMA, przedstawienia właściwych warunków prowadzenia badań. Wyjaśniony zostaje wpływ parametrów badawczych, takich jak szybkość ogrzewania/chłodzenia czy częstotliwość przyłożonej siły, na wyniki. Przedstawiono wyniki badań stałego dwubazowego paliwa rakietowego przeprowadzonych za pomocą urządzenia Netzsch DMA 242C. Dynamiczne właściwości mechaniczne takie jak moduł zachowawczy E´, moduł stratności E˝, oraz tangens kąta przesunięcia fazowego zostały zmierzone w zakresie temperatur od –120°Cdo +90°C, przy prędkości ogrzewania wynoszącej 1 K/min, dla sześciu wartości częstotliwości przyłożonej siły. Zastosowano uchwyty typu podwójny wspornik (ang. dual-cantilever). Szczególną uwagę poświęcono wyznaczeniu temperatury zeszklenia badanego paliwa w oparciu o porozumienie normalizacyjne STANAG 4540 oraz wpływu częstotliwości przyłożonej siły na wartość temperatury zeszklenia.

Słowa kluczowe

EN

dynamic mechanical analysis; solid rocket propellants; glass transition temperature

PL

dynamiczna analiza mechaniczna; stałe paliwa rakietowe; temperatura zeszklenia

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 65, nr 1
• Strony: 47--56
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Cegła M.

• Military Institute of Armament Technology, 7 Wyszyńskiego Str., 05-220 Zielonka, Poland

autor

Borkowski J.

• Military Institute of Armament Technology, 7 Wyszyńskiego Str., 05-220 Zielonka, Poland

autor

Zmywaczyk J.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, 2 Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

autor

Koniorczyk P.

• Military University of Technology, Faculty of Mechatronics and Aerospace, 2 Kaliskiego Str., 00-908 Warsaw, Poland

Bibliografia

• [1] Menard K., Dynamic Mechanical Analysis — A Practical Introduction, Second Edition, CRC Press, Taylor & Francis Group, 2012.
• [2] Netzsch DMA242 CManual.
• [3] DMAQ Series, Getting Started Guide, TAInstruments, 2004.
• [4] www.metravib.acoemgroup.com.
• [5] PN-EN-ISO6721-1, Determination of dynamic mechanical properties — part 1 general principles, 2011.
• [6] NATOStandardization agreement 4540, Explosives, procedures for dynamic mechanical analysis (DMA) and determination of glass transition temperature, Edition 1, 2002.
• [7] Cegła M., Zmywaczyk J., Koniorczyk P., Badania dwu-bazowego paliwa rakietowego za pomocą dynamicznej analizy mechanicznej, PTU, 3, 2014.
• [8] Cegła M., Zmywaczyk J., Koniorczyk P., Miszczak M., Borkowski J., Florczak B., Determi-nation of Glass Transition Temperature of Double-Base Rocket Propellants with the Use of Dynamic Mechanical Analysis, PM, 6, 1(19), 2015, 11-18.
• [9] Folly P., Mader P., Propellant Chemistry, Chimia, 58, 6, 2004, 374-382.
• [10] Wani V., Mehival V.W., Jain S., Singh P.P., Bhattacharya B., Studies of the influence of testing parameters on dynamic and transient properties of composite solid rocket propellants using a dynamic mechanical analyzer, J. Aerosp. Technol. Manag., Sao Jose dos Campos, 4, 4, 2012, 443-452.
• [11] Suceska M., Musanic M., Fiamengo I., Study of mechanical properties of naturally aged double base rocket propellants, CEJEM, 7(1), 2010, 47-60.
• [12] Miszczak M., Borkowski J., Terenowski H., An analysis of test methods on physicochemical properties of solid rocket propellants on the basis of the Polish standards, PTU, 110, 2009, 133-141.
• [13] Herder G., Weterings F.P., de Klerk W.P.C., Mechanical Analysis on Rocket Propellants, JTAC, 72, 2003, 921-929.
• [14] Tucker J., A Whole Life Assessment of Extruded Double Base Rocket Propellants, PhD Thesis, Department of Engineering and Applied Science, 2012.
• [15] Li G., Lee-Sullivan P., Thring R.W., Determination of activation energy for glass transition of an epoxy adhesive using dynamic mechanical analysis, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 60, 2000, 377-390.
•  

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.