Badania właściwości termiczno-mechanicznych homogenicznego paliwa rakietowego poddanego starzeniu zgodnie z wymaganiami STANAG

• Autorzy: Prasuła P. , Czerwińska M.

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0012.1325

Warianty tytułu

EN

Study of thermo-mechanical properties of aged homogeneous solid rocket propellant according to STANAG requirements

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Znaczący wpływ na prawidłowe działanie silnika rakietowego mają właściwości termiczno-mechaniczne zastosowanego w nim paliwa rakietowego. Stąd też ważne jest opracowanie obszernej charakterystyki danego paliwa w funkcji czasu i temperatury w celu oceny jego zachowania w różnych warunkach eksploatacji. W ramach niniejszej pracy przeprowadzono badania wpływu procesu starzenia na właściwości termiczno-mechaniczne homogenicznego paliwa rakietowego. Wybrane paliwo rakietowe poddano przyspieszonemu starzeniu w warunkach określonych w dokumencie AOP-48, a następnie wyznaczano jego parametry termiczne i mechaniczne (m.in. temperaturę zeszklenia, temperaturę rozkładu). Starzenie miotających materiałów wybuchowych powoduje ubytek stabilizatora, który ma wpływ na właściwości termiczno-mechaniczne paliwa, dlatego wykonano również oznaczania ilości efektywnego stabilizatora i jego ubytku stosując chromatografię cieczową HPLC. Do badania właściwości termicznych zastosowano różnicową kalorymetrię skaningową (DSC). Analizy termiczne prowadzono zgodnie ze STANAG 4515. Badania właściwości mechanicznych przeprowadzano za pomocą dynamicznej analizy mechanicznej (DMA) w oparciu o porozumienie STANAG 4540.

EN

Proper operation of rocket motor depends significantly on thermo-mechanical properties of propellant used. For this reason it is important that characteristics of a particular propellant versus the time and temperature pass a thorough investigation to assess its operation at different conditions. The paper illustrates investigations of ageing process influencing thermo-mechanical properties of homogeneous rocket propellant. A selected type of rocket propellant was subjected to accelerated ageing in conditions specified in AOP-48 document to establish in the next step its thermal and mechanical characteristics (between all the temperature of glass transition and decomposition). The ageing of propelling explosives causes the reduction of stabiliser content deciding about thermo-mechanical properties of propellant and for that the percentage of effective stabiliser and its loss were identified by liquid chromatography HPLC. Thermal properties were investigated by differential scanning calorimetry. Thermal analyses were carried out according to STANAG 4515. Mechanical characteristics were tested by dynamic mechanical analysis (DMA) in line with STANAG 4540.

Słowa kluczowe

PL

stałe paliwo rakietowe; DMA; DSC; starzenie przyspieszone

EN

solid rocket propellant; DMA; DSC; accelerated ageing

• Wydawca: Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia
• Czasopismo: Problemy Techniki Uzbrojenia
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 47, z. 145
• Strony: 47--63
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Prasuła P.

• Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia, ul. Wyszyńskiego 7, 05-220 Zielonka

autor

Czerwińska M.

• Wojskowy Instytut Techniczny Uzbrojenia, ul. Wyszyńskiego 7, 05-220 Zielonka

Bibliografia

• 1. Cegła Marcin, Borkowki Jacek, Zmywaczyk Janusz, Koniorczyk Piotr, Florczak Bogdan, Miszczak Maciej, Determination of Glass Transition Temperature of Double-base Rocket Propellants with the Use of Dynamic Mechanical Analysis, Problemy Mechatroniki. Uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa, 61 (19), 2015, p. 11-18,
• 2. Standardization Agreement STANAG NATO 4540 (Edition 1), Explosives, Procedures for Dynamic Mechanical Analysis (DMA) and Determination of Glass Transition Temperature, 2002,
• 3. Maciej Miszczak, Jacek Borkowski, Henryk Terenowski, An Analysis of Test Methods on Physicochemical Properties of Solid Rocket Propellants on the Basis of the Polish Standards, Problemy Techniki Uzbrojenia, zeszyt 110, 2009, str. 133-141,
• 4. Kevin Menard, Dynamic Mechanical Analysis. A Practical Introduction, CRC Press, Taylor and Francis Group, Boca Raton, London, New York, 2008,
• 5. Homer Kissinger, Reaction Kinetics in Differential Thermal Analysis, Analytical Chemistry, 29, p. 1702-1706, 1957,
• 6. Takeo Ozawa, Kinetic Analysis of Derivative Curves in Thermal Analysis, Journal of Thermal Analysis, 2, p. 301-324, 1970,
• 7. Marcin Cegła, Janusz Zmywaczyk, Piotr Koniorczyk, Badania dwu-bazowego paliwa rakietowego za pomocą dynamicznej analizy mechanicznej, Problemy Techniki Uzbrojenia, 130 (2), 2014, p. 49-55,
• 8. Marcin Cegła, Jacek Borkowki, Janusz Zmywaczyk, Piotr Koniorczyk, Bogdan Florczak, Zastosowanie porozumienia normalizacyjnego STANAG 4540 w badaniu stałych paliw rakietowych, Problemy Techniki Uzbrojenia, 133 (1), 2015, p. 7-19,
• 9. Marcin Cegła, Jacek Borkowki, Janusz Zmywaczyk, Piotr Koniorczyk, Kamil Prusak, Thermo-mechanical Analysis of Homo- and Heterogeneous Solid Rocket Propellants, Advanced Materials Research, 1126, 2015, p. 194-200,
• 10. Sanja Matečić Musanic, Muhamed Suceska, Rajic Linaric, Bakija Sanko, Ruzica Culjak, Changes of Dynamic Mechanic Properties of Double Based Rocket Propellant During Artificial Ageing, Proceedings of 7th International Seminar on New Trends in Research of Energetic Materials, p. 570-583, Pardubice, Czech Republic, 2004,
• 11. Sanja Matečić Musanic, Muhamed Suceska, Bakija Sanko, Influence of Testing Conditions on Results of Dynamic Mechanical Analysis of Double Based Rocket Propellant, Proceedings of 5th International Seminar on New Trends in Research of Energetic Materials, p. 223-233, Pardubice, Czech Republic, 2002,
• 12. Sanja Matečić Musanic, Muhamed Suceska, Artificial Ageing of Double Base Rocket Propellant, Effect on Dynamic Mechanical Properties, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 96 (2), 2009, p. 523-529,
• 13. Sanja Matečić Musanic, Muhamed Suceska, Ivona Fiamengo, Study of Mechanical Properties of Naturally Ageing Double Base Rocket Propellants, Central European Journal of Energetic Materials, 7(1), 2010, p. 47-60,
• 14. Sanja Matečić Musanic, Muhamed Suceska, Dynamic Mechanical Properties of Artificially Aged Double Base Rocket Propellants and the Possibilities for the Prediction of their Service Lifetime, Central European Journal of Energetic Materials, 10(2), 2013, p. 225-244,
• 15. Standardization Agreement STANAG NATO AOP-48, Explosives, Nitrocellulose-based Propellants, Stability Test Procedures and Requirements Using Stabilizer Depletion, Edition 2, 2008.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).