رویکرد محاسباتی-تجربی جهت ارتقاء عملکرد پیشرانه‌های جامد از طریق بهینه‌سازی درصد اجزاء با استفاده از روش سطح پاسخ

این پژوهش به بررسی سیستماتیک تاثیر ترکیب درصد اجزای فرمولاسیون پیشرانه جامد مرکب بر ویژگیهای عملکردی آن پرداخته است. هدف اصلی تحقیق، طراحی فرمولاسیون بهینه جهت حداکثر سازی ایمپالس ویژه از طریق تلفیق روشهای شبیه سازی ترمودینامیکی و بهینه سازی چند متغیره بوده است. روش شناسی تحقیق شامل دو مرحله اصلی بود (1) شبیه سازی ترمودینامیکی با نرم افزار propep برای تخمین پارامترهای عملکردی و (2) بهینه سازی با روش سطح پاسخ (rsm) در قالب طرح آزمایش مرکزی ترکیبی چهار متغیر مستقل شامل آمونیوم پرکلرات (ap) ، آلومینیوم (ai) نرم کننده پرانرژی نیترات استری و بایندر پلی استری مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج بهینه سازی نشان داد ترکیب بهینه حاوی 49/9٪ ap 19/8 ٪ 81 و 17/1 نرم کننده است که منجر به ایمپالس ویژه پیش بینی شده 271/17 ثانیه می.گردد این مقدار با اختلاف ناچیز ( ٠١ ) با نتایج شبیه سازی prope) (271/24 (ثانیه مطابقت داشت. سایر پارامترهای عملکردی در نقطه بهینه شامل دمای احتراق 3707/276 ،کلوین وزن مولکولی . ولات g/mol 26/629 و سرعت مشخصه گاز 5303/6447s بود. اعتبار سنجی تجربی از طریق آزمونهای استاتیک روی نمونه های ساخته شده بر اساس ترکیب درصد نقطه مرکزی و نقطه بهینه انجام شد. نتایج تجربی بهبود 2/6 ثانیه ای ایمپالس ویژه در فرمولاسیون بهینه نسبت به نقطه مرکزی را نشان داد 0/05 >p) که تایید کننده قابلیت اطمینان مدل توسعه یافته است. این مطالعه موفق به ارائه چارچوبی علمی برای طراحی بهینه فرمولاسیونهای پیشرانه با قابلیت پیش بینی بالا گردید.