besmx - mut.ac.ir · : ˘ ˇ : ˆ˙ ˝: $% ˛˚ ˜ ˛!"#: ˛˝ && : ' # : ' # : ' # : (&) ˚ ˝: (&) ˚ ˝: (&) ˚ ˝: (&) ˚ ˝: (&) *˚ ˝: ( + , ˙ (&: $ & ˙ (&: $- $˚ ˙

مواد پرانرژي سبز

:انمترجم

دكتر نرگس زهري، دكتر فاطمه ابريشمي

:عنوان و نام پديدآور

:مشخصات نشر

: مشخصات ظاهري

:شابك

:نويسيوضعيت فهرست

:يادداشت

: موضوع

:موضوع

:موضوع

:شناسه افزوده





:ندي كنگرهبرده

:بندي ديوييرده

:كتابشناسي ملي

.؛ مترجمان فاطمه ابريشمي، نرگس زهري]ويراستار توره برينك [/مواد پر انرژي سبز

.1394دانشگاه صنعتي مالك اشتر، : تهران

.ص 512

6 -16 -7736 -600 -978

.فيپا

Green Energetic Materials, 2013: عنوان اصلي

.سوخت

.مواد منفجره

.شيمي سبز

.برينك، توره، ويراستار

Brinck, Tore ،مترجم - 1348ابريشمي، فاطمه،

،مترجم - 1348زهري، نرگس،

.دانشگاه صنعتي مالك اشتر

TP 318/ك8 1394

6/662

4082410

مواد پر انرژي سبز .......................................................................................................................................: كتاب عنوان

س زهريفاطمه ابريشمي، نرگ .................................................................................................................... : مترجمان

انتشارات دانشگاه صنعتي مالك اشتر ................................................................................................................. : ناشر فريناز عسگري ...................................................................................................................................... : طرح روي جلد

انتشارات دانشگاه صنعتي مالك اشتر. ............................................................................ :ليتوگرافي، چاپ و صحافي

مهدي ماليي..... ........................................................................................................................... ..:ايآرايي رايانه صفحه

زهرا جاويدي ............................................................................................................................................. :ويراستار ادبي جلد 1000 ...................................................................................................................................................... :شمارگان

94 زمستان، اول ........................................................................................................................................... : نوبت چاپ ريال 180.000...................................................................................................................................................... : قيمت

ISBN: 978-600-7736-16-6 .يه حقوق چاپ براي ناشر محفوظ استكل

.و با اشاره به نام ناشر مجاز استنقل مطالب فقط با ذكر مشخصات كامل كتاب ،ناوري اطالعات و مديريت دانشتهران، لويزان، دانشگاه صنعتي مالك اشتر، مركز ف: آدرس

22932891: تلفن. انتشارات مديريت

�� دا�� و

فهرست مطالب

أ ........................................................................................................................................ مترجمان پيشگفتار

3 ......................................................................................................... يبر مواد پرانرژ يا مقدمه: فصل اول

3 .................................................................................................................................................... مقدمه- 1-1

4 ............................................................................................................... سبز يو مواد پرانرژ يميش- 1-2

10 ...................................................................... يرنظاميغ ييفضا يسبز در سفرها يها شرانهيپ- 1-3

11 ....................................... پركلرات وميبا آمون ينيگزيجا يسبز برا يها دكنندهياكس-1- 1-3

15 ................................................................... نيدرازيه نيگزيسبز جا عيما يها شرانهيپ-2- 1-3

18 ............................................................................................................. يكيالكتر شرانشيپ-3- 1-3

20 .................................................................................................................................................... جينتا- 1-4

22 ................................................................................................................................................. مراجع- 1-5

27 ........... و عملكرد سنتز ،ييشناسا ،يداريپا ينيب شيپ : سبز يمواد پرانرژ ينظر يطراح: دوم فصل

27 ................................................................................................................................................. مقدمه- 2-1

31 ........................................................................................................................يمحاسبات يها روش- 2-2

36 ............................................................................................... سبز يها شرانهيپ ي سازنده ياجزا- 2-3

37 ...................................................................................................................... دهايترامين يتر-1- 2-3

39 ................................................................................................... ييسنتز و شناسا -1-1- 2-3

40 ................................................................................................... خواص و عملكرد -1-2- 2-3

43 ............................................................تروژنيو ن ژنياز اكس يغن يپرانرژ يها ونيآن -2- 2-3

44 ............................................................................ دياكس يد تروژنين يتر ونيآن -2-1- 2-3

47 ................................................... آزن يتر نويآم - 3- اكسو - 2-تروين-1 ونيآن -2-2- 2-3

49 ...................................................................... آن ياكس يها پنتازوالت و مشتق ونيآن -3- 2-3

50 ................................................................................................. يكينتيس يداريپا -3-1- 2-3

52 ........................................................................................... يسنج فيط صيتشخ -3-2- 2-3

53 ......................................................................................................................... سنتز -3-3- 2-3

مواد پرانرژي سبز �

58 .................................................................................................................... عملكرد -3-4- 2-3

2-3 -4- N460 ................................................................................................................... يچهار وجه

61 ............................................................................................ ليپتانس يسطح انرژ -4-1- 2-3

63 .......................................................................................... يسنج فيط ييشناسا -4-2- 2-3

64 ......................................................................................................................... سنتز -4-3- 2-3

67 .............................................................................. و عملكرد يكينتيس يداريپا -4-4- 2-3

70 ........................................................................................................................................ يريگ جهينت- 2-4

71 ................................................................................................................................................. مراجع- 2-5

81 ............................................................. به آغازش انفجار تيدر حساس ها دگاهيد يبرخ: سوم فصل

81 ............................................................................................................ سبز يميو ش يمواد پرانرژ- 3-1

82 .................................................................................................................... تيبر حساس يا مقدمه- 3-2

85 ............................................................................................................................... تيروابط حساس- 3-3

87 ..........................................................................................عوامل مرتبط با آن يبرخ : تيحساس- 3-4

87 ............................................................................................................ نويآم يها استخالف-1- 3-4

89 ............................................................................... )مانند تيگراف( يا هيبلور ال ي شبكه-2- 3-4

90 ............................................................................................... يآزاد در شبكه بلور يفضا-3- 3-4

91 ............................................................................................. آغازكننده فيضع يوندهايپ-4- 3-4

93 ............................................................................ يمولكول كيالكترواستات يها ليپتانس-5- 3-4

101 ............................................................................................................................................. خالصه- 3-5

102 ............................................................................................................................................... مراجع-3-6

115 ............................................. سبز يها كيروتكنيدر جهت توسعه پ ييها شرفتيپ: چهارم فصل

115 .............................................................................................................................................. مقدمه- 4-1

118 .............................................................................................. »سبز« يها شرانهيو اساس پ هيپا- 4-2

123 .................................................................................. فاقد پركلرات يها كيروتكنيپ ي توسعه- 4-3

123 ............................................................................. منور فاقد پركلرات يها كيروتكنيپ-1- 4-3

132 ............................................................................................فاقد پركلرات يها ساز هيشب-2- 4-3

138 ........................................................... كيروتكنيپ يها يبند از فرمول نيحذف فلزات سنگ- 4-4

� فهرست مطالب

139 ................................................................................ مينشر نور سبز فاقد بار يمنورها -1- 4-4

144 .................................................................................... ميفاقد بار يآتشزا يها بيترك -2- 4-4

147 .......................................................... فاقد سرب يها كيروتكنيپ يدرصدها بيترك-3- 4-4

150 ............................................................................ فاقد كروم كيروتكنيپ يها مخلوط -4- 4-4

153 .......................................... يكيروتكنيپ يها يبند كلردار از فرمول يآل يها بيحذف ترك- 4-5

153 ............................................................................................. منور فاقد كلر يها بيترك -1- 4-5

155 ............................................................................................ ستيز طيدود دوستدار مح بيترك-4-6

155 ........................................................... ستيز طيدوستدار مح يدود رنگ يها بيترك -4-6-1

161 .......................................................... ستيز طيدوستدار مح ديدود سف يها بيترك -4-6-2

172 ..................................................................................................................................... يريگ جهينت- 4-7

173 ........................................................................................................................................ اختصارات- 4-8

178 .............................................................................................................................................. مراجع- 4-9

187 ..................................................................................................... نوع اول ي موادمنفجره: پنجم فصل

187 .............................................................................................................................................. مقدمه- 5-1

188 ......................................................................................... ست؟يچ هياول ي موادمنفجره-1- 5-1

190 ...... يانفجار يها كپسول/ها يچاشن/دتوناتورها: آغازش متداول يها دستگاه -1-1- 5-1

194 ..................................................................... سبز ي هياول ي موادمنفجره يپوشش برا-2- 5-1

197 ........................................................................................ يميقد ي هياول ي موادمنفجره-3- 5-1

197 ............................................................................................................ ديسرب آز -3-1- 5-1

LS) ....................................................................................... 200) فناتيسرب است -3-2- 5-1

201 ................................................................................... سبز ي هياول ي موادمنفجره يها ندهينما- 5-2

203 ........................................................................................................... يمعدن يها بيترك-1- 5-2

SA) ................................................................................................... 203) دينقره آز -1-1- 5-2

205 ........................................................................................گريد يمعدن يدهايآز -1-2- 5-2

NHN) ..................................................................... 206) تراتين نيدرازيه كلين -1-3- 5-2

MIC) ........................................ 207) داريپا مهين يمولكول نيب يها تيكامپوز -1-4- 5-2

210 ............................................................................................................ فسفر قرمز -1-5- 5-2

211 .............................................................................................. يآل ي هيبر پا ييها بيترك-2- 5-2


211 ..............................................................................................................ها تترازول -2-1- 5-2

NaNT) ............................................................... 213) تروتترازوالتين -5 ميسد -2-2- 5-2

215 ...................... تروتترازوالتين- II) 5)مس ي شده نهيكوئورد يها بيترك -2-3- 5-2

DBX-1) .......................................................... 216) تروتترازوالتين - I) 5)مس -2-4- 5-2

BNCP) .......... 219)پركلرات )III(كبالت نيتترام)تروتترازوالتين - 5(سيب -2-5- 5-2

219 .................................................................................................... ها تترازول ريسا - 2-6- 5-2

DDNP) ..................................................... 220) تروفنلين يد -6، 4-آزو يد-2 -2-7- 5-2

KDNBF) ..................................... 222) تروبنزوفوراكسانين يد -6، 4 ميپتاس -2-8- 5-2

KDNP)....... 223)بنزوفوراكسان - يدروكسيه -7- تروين يد -6، 4 ميپتاس -2-9- 5-2

TTA) ...... 224) ديآز يتر نيآز ي، آكاتر)CTA( ديآز يتر دياس كيانوريس -2-10- 5-2

225 ........ ... و ) TATP( ديپراكس يتر استون يتر: يانفجار يدهايپراكس -2-11- 5-2

227 ................................................................................................................................................. جينتا- 5-3

228 .............................................................................................................................................. مراجع- 5-4

239 ................................................................................... يپرانرژ يدهاياكس - Nتترازول : ششم فصل

239 ............................................................................................................................................... مقدمه-1- 6

239 ........................................................................... ها دياكس- Nتترازول يبررس يبرا يحيتوض-2- 6

244 ....................................................... ها دياكس N-تترازول ليتشك يبرا يسنتز يها راه كار-3- 6

6 -3-1-HOF.CH3CN ................................................................................................................. 244

246 ........................................................................................................................... ®اكسون -3-2- 6

6 -3-3-CF3COOH/H2O2........................................................................................................... 247

248 .................................................................................... ها ماكسي – دويشدن آز يحلقو-3-4- 6

249 .............................................................. يپرانرژ يها دياكس N-از تترازول ديجد يها مثال-4- 6

250 ........................................................................................................ ها دياكس N-تترازول -4-1- 6

268 ...................................................................................... )ها دياكس -N–تترازول ( سيب-4-2- 6

287 ................................................................................................ تترازول يآزوكس -5'، 4-3-5- 6

297 ........................ ها دياكس N-) تترازول( سيو ب نيدروتترازيه يد) تترازول( سيب-4-4- 6

301 ..................................................................................................................................... يريگ جهينت-5- 6

302 ............................................................................................................................................... مراجع- 6- 6


309 ........................................................ ديترامين يد يها نمك هيسبز بر پا يها شرانهيپ: هفتم فصل

309 ................................................................................ ديترامين يد يها و مشكالت نمك دهاينو- 7-1

313 .................................................................................................. دهايترامين يد ي هيتجز حيتوض- 7-2

316 ........................................................................................................... ديترامين يد ونيآن -1- 7-2

317 .................................................................................................... دياس كينيترامين يد -2- 7-2

319 .................................................................................................... ديترامين يد يها نمك -3- 7-2

KDN) ........................................................................... 321) ديترامين يد ميپتاس -3-1- 7-2

ADN) ......................................................................... 323) ديترامين يد وميآمون -3-2- 7-2

KDN ....................................................... 325و ADNمجموع فركانس يارتعاش يسنج فيط- 7-3

330 ................................................................................................ جامد -حالت يرعاديغ ي هيتجز- 7-4

334 ....................................................................................................................... ديترامين يد يميش- 7-5

ADN .................................................................................. 334 يريپذ و واكنش يسازگار-1- 7-5

336 ................................................................................................... در سنتز دهايترامين يد-2- 7-5

340 .......................................................................................................... ديترامين يد يداركنندگيپا-7-6

344 ................................................................................................................................................. جينتا- 7-7

344 .............................................................................................................................................. مراجع- 7-8

353 ....................................................................... سبز يها شرانهيپ يمواد نگهدارنده برا: هشتم فصل

359 ...........................................................................................................................خواص نگهدارنده- 8-1

363 .......................................................................... عنوان نگهدارنده به) يخنث( اثر يب يمرهايپل- 8-2

363 .................................................................................................................... ان يبوتاد يپل-1- 8-2

366 .............................................................................................................................. اترها يپل-2- 8-2

368 ............................................................................................. ها كربنات يو پل استرها يپل-3- 8-2

371 ......................................................................................................................... يپرانرژ يمرهايپل- 8-3

371 .......................................................................................................................... تروسلولزين-1- 8-3

374 ...................................................................................................... )ديآز ليديسيگل(يپل-2- 8-3

382 ....................................................................)اكستان ليمت - 3 - ليتراتومتين -3(يپل-3- 8-3

383 .................................................................................................. )تراتين ليديسيگل(يپل-4- 8-3

385 ....................................................................... ]اكستان)ليدومتيآز( سيب -3، 3[يپل-5- 8-3


387 .................................................................................................................. يپرانرژ يها كننده نرم- 8-4

388 ............................................... ديسبز جد ي نگهدارنده يها سامانه يبه طراح يانداز چشم- 8-5

389 ................................................................................................ نگهدارنده مريپل يمعمار-1- 8-5

390 .................................................................... ياتصال عرض يميو ش ييايميش بيترك-2- 8-5

393 ............................................................................................................................................... مراجع-8-6

407 .......................... يمواد پرانرژ يبرا يطيمح ستيز داريپا ديتول يها يتوسعه فناور: نهم فصل

407 .............................................................................................................................................. مقدمه- 9-1

409 ..................................................................................................................................... موادمنفجره- 9-2

409 ........................................................................................... سازگار ي موادمنفجره ديتول-1- 9-2

416 .................................................................... آغازش يبرا ستيز طيمواد دوستدار مح-2- 9-2

422 ......................................................................................... يانفجار يها ماده شيسنتز پ-3- 9-2

423 ............................................................................................... استفاده از اكسون -3-1- 9-2

426 ................................................................................................................................. ها كيروتكنيپ- 9-3

426 ..................................................................................... يتجار يها كيروتكنيساخت پ-1- 9-3

431 ................................................................................................... ينظام يها كيروتكنيپ-2- 9-3

431 ............................................................................................................................................ شرانهيپ- 9-4

431 ...................................................................................................... »موشك سبز«برنامه -1- 9-4

434 ............................................................................... راكت يها شرانهيپ يها تالش ريسا-2- 9-4

436 .......................................................................................................... يتفنگ يها شرانهيپ-3- 9-4

440 .................................................................................................................................... يبند فرمول- 9-5

441 ................................................................................................................................................. جينتا-9-6

442 ........................................................................................................................................ اختصارات- 9-7

445 .............................................................................................................................................. مراجع- 9-8

451 ................... پساب ي هيو تصف يسنتز مواد پرانرژ يبرا ييايميالكتروش يها روش: دهم فصل

451 ........................................................................................................................................... مقدمه- 10-1

452 .......................................................................................................................... يعمل يها جنبه- 10-2

455 ................................................................................................................................... الكتروسنتز- 10-3


456 ........................ يمواد پرانرژ يها ماده شيو پ) EM( يالكتروسنتز مواد پرانرژ - 1- 10-3

461 ................................................................................. ديمف يالكتروسنتز واكنشگرها - 2- 10-3

463 .......................................................................................................... ييايميالكتروش ي هيتصف- 10-4

465 ......................................................................................................... ميمستق زيالكترول - 1- 10-4

465 ...................................................................................................يكاهش كاتد -1- 1- 10-4

467 ............................................................................ يبيترك شيكاهش و اكسا -2- 1- 10-4

468 ................................................................................................... يآند شياكسا-3- 1- 10-4

469 ............................................................................. ميرمستقيغ يتيالكترول يها روش- 2- 10-4

473 .............................................................................. ها خاك كينتيالكتروس ي هيتصف - 3- 10-4

476 .................................................................................................................... زياليالكترود - 4- 10-4

476 .............................................................................. ندهيآ يريگ و جهت يجار يها شرفتيپ- 10-5

479 ............................................................................................................................................ مراجع-10-6

489 ....................................................................................................................................................... نامه واژه

أ � )اصول و مفاهيم پايه( هاي امن طراحي سازه

مترجمان پيشگفتار

مواد «همتايي را كه توفيق عنايت فرمود تا ترجمه كتاب فراوان خداي بي شكر و سپاس

.مندان اين دانش قرار دهيم را در اختيار استادان، دانشجويان و ساير عالقه» پرانرژي سبز

ي تهديدهاي فراواني كه ازسوي مواد و فرايندهاي شيميايي متوجه انسان و واسطه امروزه به

سنتز، . ن و دانشمندان قرار گرفته استاسبز بسيار مورد اقبال محققزيست است، شيمي محيط

اي در بحث ايمني و سازي مواد پرانرژي براساس اصول شيمي سبز از اهميت ويژه توليد و بهينه

اساس، علم روز مواد پرانرژي به دنبال طراحي و توليد مواد براين. زيست برخوردار است محيط

شتن مشخصات عملكردي مطلوب، داراي متغيرهاي ايمني مناسب پرانرژيي است كه ضمن دا

خصوص مواد اوليه مورد استفاده، به. زيست باشند و در عين حال حداكثر سازگاري با محيط

هاي محصول. زيست سازگار باشند هاي توليد بايد ضمن ايمن بودن، با محيط ها و روش حلّال

هاي كارخانجات توليدي اين مواد بايد ي يا پسابحاصل از انفجار يا احتراق مواد پرانرژ

.محيطي باشند هاي زيست داراي كمترين آلودگي

ها و هاي مختلف مواد پرانرژي از جمله موادمنفجره، پيشرانه در اين كتاب به دسته

. ي شيمي سبز پرداخته شده است گانه هاي پيروتكنيك با توجه به اصول دوازده تركيب

پرانرژي سر و كار دارند، مواد بنديي فرمول نوعي با سنتز يا تهيه ههمچنين موادي كه ب

هاي سنتزي از ديدگاه ماده ها، پليمرهاي پرانرژي و پيش ها، نگهدارنده اكسيدكننده :مانند

.اند شيمي سبز مورد بررسي قرار گرفته

ق به طور دقي به مؤلفها و نظريات در ترجمه اين كتاب سعي بر آن بوده تا نوشته

مترجمانپيشگفتار � ب

باشد، بديهي است كه ترجمه اين كتاب خالي از اشكال نمي. فارسي برگردانده شود

سنج براي رفع نقايص و بنابراين ارائه نظرات و پيشنهادهاي خوانندگان محترم و نكته

.هاي احتمالي موجب تشكر و امتنان خواهد بود اشكال

مترجمان

1393زمستان

فصل اول

اي بر مواد پرانرژي مقدمه

مواد پرانرژي سبز

مواد پرانرژي سبز � 2

3 � اي بر مواد پرانرژي مقدمه :فصل اول

1اي بر مواد پرانرژي مقدمه: فصل اول

مقدمه - 1- 1

سـال قبـل از مـيالد، 200حـدود . اولين مـواد پرانـرژي در چـين باسـتان توسـعه يافـت

. دادند شوره و گوگرد انجام مي هايي را با حرارت دادن مخلوط كيمياگران چيني آزمايش

اي سـاخته ي منفجـره در قرن هفدهم، شوره و گوگرد با زغال چوب مخلوط شدند تا ماده

هـا بـازي اين تركيب در ابتدا براي آتـش . شود وت ناميده ميشود شبيه آنچه كه امروزه بار

اي از كاربردهاي نظامي اهميت گرفت، اما طولي نكشيد براي گستره مورد استفاده قرار مي

تا . استفاده از باروت در استخراج معادن و مهندسي عمران از قرن هفدهم شروع شد. يافت

ــوه ، 2توســط ادوارد چــارلز هــووارد 1799در ســال (II)قبــل از جداســازي فولمينــات جي

با وجود اين، اولـين انقـالب . ي مواد پرانرژي در كاربردهاي عملي بود ي همه باروت، پايه

در ) NC(ي مواد پرانرژي ناشي از كشف باروت، با اختـراع نيتروسـلولز و تحول در توسعه

ك پيشـرانه عنـوان يـ بـه NC. شروع شـد 1847در سال ) NG(و نيتروگليسرين 1846سال

هـر دو . ي منفجـره بـود در اصـل يـك مـاده NGكـه مورد استفاده قرار گرفـت، درحـالي

، آلفـرد 1866در سـال . دادنـد شدت افـزايش مـي تركيب در مقايسه با باروت كارايي را به

با مقـدار 4درصد از گزيلكور 25و NGدرصد از 75ديناميت اصلي كه مخلوطي از 3نوبل

1- Tore Brinck Applied Physical Chemistry, School of Chemical Science and

Engineering, KTH Royal Institute of Technology, Sweden

2- Edward Charles Howard

3- Alfre-d Nobel

4- Kiselguhr

1


خـالص حساسـيت NGديناميـت در مقايسـه بـا . كمي سديم كربنات است را معرفي نمود

.ونقل ايمني دارد بسيار كمتري داشته و برخالف آن، نگهداري و حمل

. ي ژالتينـي توسـعه داد در مـاده NCبـا NGنوبل بعدها ديناميت ژالتيني را با تركيـب كـردن

. ز ديناميت بوده و عالوه بر آن ايمنـي بهتـري نيـز داشـت اي بهتر ا طور قابل مالحظه كار اين ماده به

دهنـد، كـه تحقيقـات روي مـواد ها، دو موضوع اصلي بهبود كارايي و ايمني را نشـان مـي اين مثال

ـيش رفتـه اسـت طـور مرسـوم بـه سـمت آن پرانرژي به الزم بـه يـادآوري اسـت در تعريـف . هـا پ

ي وســـيعي از مـــوادمنفجره و گســـترههـــا، تـــر مـــواد پرانـــرژي كـــه شـــامل پيشـــرانه گســـترده

ـتگي پيروتكنيك ـتگاه در نظـر گرفتـه شـده، بس هاست، تعريف كارايي تا حد زيادي به هدف دس

.توليد گاز يا دود مربوط باشد شدت نور، تواند به ها، كارايي مي براي مثال، در پيروتكنيك. دارد

انـرژي موجـب آزاد شـدن از اواخر قرن بيستم، مشخص شد كه استفاده يا توليـد مـواد پر

عنـوان در برخـي مواقـع بـه . زيسـت مضـرند شوند كه براي سالمت انسان يا محيط موادي مي

در . ها محدود يا حتي ممنوع شده اسـت اي از اقدامات قانوني، استفاده از بعضي تركيب نتيجه

روزه امـ . ي مـواد پرانـرژي اجـرا شـده اسـت ي اين اقدامات، اهداف جديدي در توسعه نتيجه

توانـد شـود كـه مـي ي تحقيقات در اين زمينه بر طراحي مواد جديدي متمركز مـي تقريباً همه

ي مـواد هـاي اخيـر در زمينـه ايـن كتـاب در نظـر دارد، پيشـرفت . در نظـر گرفتـه شـود » سبز«

گونـه تحقيقـات مـورد اسـتفاده قـرار پرانرژي سبز را خالصه و برخي ابزارهـايي كـه در ايـن

بـا وجـود ايـن، پـيش از اينكـه وارد مباحـث كتـاب . ه خوانندگان معرفـي كنـد گيرند را ب مي

توان ضـمن ي تعريفي براي سبز ارزشمند باشد، اين كه چگونه مي رسد ارائه شويم، به نظر مي

. تأمين اين نياز مهم، كارايي و ايمني كار با مواد پرانرژي را به حداكثر رساند

شيمي و مواد پرانرژي سبز -2- 1

زيسـت ايـاالت ي آژانس محـيط وسيله به 1990ي اولين بار در دهه» شيمي سبز«مفهوم

شـان ارائـه صورت زير روي سايت شبكه معرفي و تعريف آن به) EPA( 1ي آمريكا متحده

1- US Environmental Agency


]:1[شده است

هاي شيميايي ابتكاري است كه استفاده يـا توليـد مـواد خطرنـاك را در ترويج فناوري

.كند هاي شيميايي كاهش داده يا حذف مي از محصول طراحي، ساخت و استفاده

هـاي سـازمان يافتـه در اروپـا و دليل تـالش كم به ي آن، شيمي سبز كم از پيدايش اوليه

عنـوان روشـي بـراي تـرويج اي در صنايع شيميايي، به طور گسترده آمريكا تكامل يافته و به

هـاي اصـلي در ايده. شده استپايداري در طراحي و ساخت مواد شيميايي جديد پذيرفته

ي تعريــف اصــول وســيله بــه 2و وارنــر 1توســط آناســتاز 1988پشــت شــيمي ســبز در ســال

].2[ي شيمي سبز عينيت يافت گانه دوازده

گانه شيمي سبز اصول دوازده

پيشگيري -1

بهتر است از توليد مواد زائد پيشگيري كنيم تا اين كه درصدد تميزكـردن پسـماندهاي

.ديده باشيم ها و محيط آسيب رمان انسانتوليدي در د

اقتصاد اتم -2

ي وري در تبـديل همـه هاي سنتزي بايستي طوري طراحي شوند كه بيشترين بهره روش

.دست آيد كننده در فرايند به محصول نهايي به ي شركت مواد اوليه

سنتز مواد شيميايي با مخاطرات كمتر -3

اي باشـد كـه مـواد نتزي بايـد بـه گونـه هـاي سـ ، طراحي روش تا جايي كه امكان دارد

زيسـت سـميت كمتـري داشـته يـا سـمي مصرفي يا توليدي براي سـالمت انسـان و محـيط

.نباشند

تر طراحي مواد شيميايي ايمن -4

بايست طوري طراحي شوند كه ضمن داشتن عملكـرد مـورد هاي شيميايي مي محصول

.نظر، كمترين سميت را داشته باشند

1- Anastas

2- Warner


تر جانبي ايمن ها و مواد حلّال -5

بايسـت تـا حـد امكـان ها، مواد جداكننده و غيره مي حّلال: استفاده از مواد جانبي مانند

.ضرر استفاده نمود ها، بايد از مواد بي استفاده نشوند و در صورت نياز به استفاده از آن

وري انرژي طراحي براي بهره -6

محيطـي و اقتصـادي آن بايـد زيسـت انرژي مـورد نيـاز فراينـدهاي شـيميايي و اثـرات

هاي سنتزي بايـد در در صورت امكان، روش. تشخيص داده شده و به حداقل رسانده شود

.دما و فشار محيط انجام شود

ي تجديدپذير استفاده از مواد اوليه -7

جـاي ي تجديدپـذير بـه كه از نظر فني و اقتصادي عملي باشد، از مواد اوليـه درصورتي

.پذير استفاده شود ديدناپذير يا پاياني تج مواد اوليه

ها كاهش مشتق -8

ــتق ــروري مش ــازي غيرض ــروه (س ــتفاده از گ ــدكننده اس ــاي س ــردن 1ه ــت ك / ، محافظ

بايـد حـداقل يـا در صـورت ) شيميايي/ زدايي، اصالح موقت فرايندهاي فيزيكي محافظت

تواند مـواد ميامكان حذف گردد، زيرا چنين مراحلي مستلزم واكنشگرهاي اضافي بوده و

.زائد توليد كند

استفاده از كاتاليزور -9

بر واكنشـگرهاي اسـتوكيومتري ) با اثر انتخابي هرچه بيشتر(واكنشگرهاي كاتاليزوري

.ارجحيت دارد

)تجزيه(طراحي براي تخريب -10

اي طراحـي شـوند كـه در انتهـاي عملكردشـان بـه گونـه هاي شيميايي بايد بـه محصول

.اثري تبديل شده و در محيط باقي نمانند بياي هاي تجزيه محصول

موقع براي پيشگيري از آلودگي وتحليل به تجزيه -11

زمـان موقع و هم ي بيشتري دارند، تا امكان رصد به اي نياز به توسعه هاي تجزيه روش

1- Blocking groups


قبل از تشكيل مواد (فرايند توليد فراهم شده و از تشكيل مواد خطرناك جلوگيري شود

).ترل شودخطرناك فرايند كن

تر ذاتي براي پيشگيري از حوادث شيمي ايمن -12

اي انتخـاب شـود گونه ي مورد استفاده در فرايند شيميايي بايد به نوع مواد و شكل ماده

سـوزي بـه حـداقل رهاسـازي در محـيط، انفجـار، آتـش : كه خطر حوادث شيميايي ماننـد

.رسانده شود

هـا بيشـترين اثـرات را بـر توليـد آن كه در مـورد بسـياري از مـواد شـيميايي، ازآنجايي

زيست دارد، اصـول شـيمي سـبز تـا حـد زيـادي بـه سـمت هـدايت سالمت انسان و محيط

نظر كه بازيافت و دفع مناسـب مـواد مواد پرانرژي ازاين. رود طراحي فرايند توليد پيش مي

هـا آن. هسـتند باشد، بسيار متفاوت هايي مي ها داراي محدوديت ي آن زائد ناشي از استفاده

زيسـت طـور مسـتقيم وارد محـيط هـاي تجزيـه يـا احتـراق بـه شـوند و محصـول تجزيه مـي

محيطي محصـول نهـايي و اسـتفاده از آن بنابراين بررسي اثرات سالمتي و زيست. شوند مي

توان بـراي طراحـي مـواد پرانـرژي و توليـد منظر، اصول شيمي سبز را مي ازاين. مهم است

ممكـن اسـت بسـيار 9و 8، 5، 2: رعايت برخـي از ايـن اصـول ماننـد . رفتها به كار گ آن

در آخر، بيشتر مـواد پرانـرژي سـاختارهاي پيچيـده و محتـواي انـرژي . دشوار به نظر برسد

هـاي پـذير، حّلـال هاي واكنش كارگيري معرف انرژي و پيچيدگي اغلب با به. بااليي دارند

كننـده يـا سـاخت هـاي محافظـت اده از گـروه ويژه، شرايط حدي واكنش و از طريق استف

حـال، بيشـتر داروهـا پيچيـدگي يكسـان يـا بيشـتري دارنـد؛ بـااين . شود ها حاصل مي مشتق

آميـزي طـور موفقيـت بنابراين اميدواركننده است كه شيمي سـبز در صـنايع داروسـازي بـه

هـاي شـرفت آشـكار اسـت كـه پي 9از خواندن فصل . ]4، 3[مورد استفاده قرار گرفته است

حاضر زيادي با پذيرش اصول شيمي سبز در طراحي فرايندهاي توليد مواد پرانرژي درحال

توليد پايدار مانند استفاده از مقدم در برخي موارد، دستاوردهايي در خط. انجام شده است

ــت ــكار اس ــته آش ــدهاي پيوس ــام فراين ــا انج ــتي ي ــاي زيس ــام روش. كاتاليزوره ــاي انج ه

فرايندهاي الكتروشيميايي اغلـب . الكتروشيميايي به احتمال زياد اهميت بيشتري يافته است


اده از اسـتف . هاي كارآمدي در استفاده از سنتز و بازسازي مواد زائد شـيميايي هسـتند روش

.شود عنوان حّلال متداول در بسياري از اين فرايندها مزيت اضافه محسوب مي آب به

براي اصـالح ايـن . كند اصول شيمي سبز پايداري فرايند شيميايي يا توليد را تعيين نمي

ارائـه شـده اسـت كـه روشـي بـراي كمـي كـردن سـبز بـودن فراينـدها و Eكمبود، عامل

صورت خارج قسمت جرم مازاد بر جرم محصول تعريـف به E].5-7[باشد ها مي محصول

ي شود، شامل همه ضايعاتي كه اغلب در نظر گرفته مي. است mضـايعات m/محصولشود كه مي

طور معمـول، معيـار به. هاي تشكيل شده در طول فرايند از جمله گازها و آب است تركيب

ع محصول است تا ساخت ي فرايندهاي مختلف، جهت ساخت يك نو بهتري براي مقايسه

طور صريح تشكيل ضايعات يا سـمي بـودن آن در نظـر گرفتـه هاي مشابه، زيرا به محصول

يك ابزار به نسبت غيرنافذ باشد، يك روش سـريع Eكه فاكتور حتي درصورتي. شود نمي

محيطـي انداز زيسـت هاي مختلف فرايند از چشم و اغلب بسيار آشكار براي ارزيابي گزينه

رويكرد بسيار مورد توجهي است، چرا كـه ) LSA( 1ي حيات ارزيابي چرخه. كند ميارائه

كل فراينـد از . كند محيطي يك محصول تالش مي براي رسيدن به ارزيابي تأثيرات زيست

منظـور مـديريت استخراج و دستيابي به مواد خام، از طريق ساخت و استفاده از محصول به

بـا LSAهايي نيز وجود دارند كه براي تركيب روش]. 8، 5[شود پايان زندگي بررسي مي

هاي يـك محصـول كند تا به ارزيابي كلي هزينه وتحليل هزينه چرخه عمر تالش مي تجزيه

پيشـرانه سـمي تـك ي زنـدگي يـك وتحليـل هزينـه اين روش، اخيـراً بـراي تجزيـه . برسد

و تحليل نشـان تجزيه]. 9[در مقابل يك پيشرانه سبز مورد استفاده قرار گرفت ) هيدرازين(

ي ي توليد واقعي براي جايگزيني پيشرانه ي سمي حتي اگر هزينه داد كه جايگزيني پيشرانه

هـاي مسـتقيم، از ديـدگاه هزينـه . هاي زيادي بـه همـراه دارد سبز باالتر باشد، كاهش هزينه

ني ايـن جـايگزي . هاي سـبزتر شـايع اسـت هاي قديمي با محصول جايگزين كردن محصول

تبـديل بـه فراينـدهايي كـه بـه اصـول . افتـد هاي شيميايي نيز اتفاق مـي براي توليد محصول

. شيمي سبز پايبندند، اغلب مقرون به صرفه است

1- Lifecycle assessment


هـاي سـبز و سـازي محصـول كاهش هزينه در واقع يكي از داليل اصلي است كه پياده

دليـل آگـاهي عمـومي و عامل ديگر، فشار اجتمـاعي بـه . برد هاي توليد را پيش مي فناوري

ي قـوانين و مقـررات وسيله ها به در اروپا مواد شيميايي و استفاده از آن. قوانين دولتي است

تنظــيم ) ثبــت، بررســي، مجــوز و محــدوديت مــواد شــيميايي ( REACH1ي اروپــا جامعــه

ــه 2007در ســال REACH]. 10[شــود مــي ــي شــد و ب ــيش از معرف ــدريج در ب ســال 11ت

زيسـت از بهبود حفاظت از سالمت انسان و محيط REACHهدف «. شد اي خواهد مرحله

طـور بـه REACH ]. 10[» طريق شناسايي بهتر و زودتر خواص ذاتي مـواد شـيميايي اسـت

. دهـد توجهي مسئوليت توليدكنندگان و واردكنندگان مـواد شـيميايي را افـزايش مـي قابل

ي اطالعات ايمنـي اد شيميايي و ارائهآوري اطالعات در مورد خواص مو ها نياز به جمع آن

كـه مـواد مناسـبي درصـورتي . ها را تضـمين نمايـد اين مواد دارند تا نگهداري و كار با آن

تـر الزم شناسايي شده باشند، مقررات بيشتري بـراي جـايگزيني مـواد شـيميايي خطرنـاك

شـدن بـراي ايـن تبـديل . شـود اين مقررات براي صنعت مواد پرانرژي نيز اعمال مي. است

شناسايي زود هنگام مواد پرانرژي كه در معرض خطر از رده خارج شـدن هسـتند و بـراي

. اي مهم است طور فزاينده هاي سبز به شروع گسترش جايگزين

زاي سـبز، آيـا ايم كه در هنگام طراحي مـواد انـرژي تاكنون ما به اين موضوع نپرداخته

. يي و ايمني كار با اين مواد اولويت داده شـود بايست بر كارا توجه به اصول شيمي سبز مي

بـا وجـود . در نظر گرفته شده اسـت 12ايمني كار كردن با مواد پرانرژي تا حدي در اصل

ي پرانـرژي اغلـب از چنـان اهميتـي ي يك حادثه در مـورد يـك مـاده بالقوه ي اين، نتيجه

اهميـت اولويـت . لويـت دارد برخوردار است كه ايمني كار با اين مواد، بر ساير مـوارد، او

. هـا بسـتگي دارد تري اسـت و تـا حـدي بـه كـاربرد آن عملكرد اين مواد، موضوع پيچيده

براي مثـال، اگـر . بديهي است كه عملكرد يك محصول بر اقتصاد اتم اثر خواهد گذاشت

ي قـديمي را داشـته باشـد، مـا بـه اسـتفاده از دو برابـر ي جديد نيمي از عملكرد مـاده ماده

1- Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemical substances


با وجود اين، در بعضي كاربردها، . ي جديد براي انجام همان كار، نياز خواهيم داشت ادهم

هـا بـراي اكتشـاف فضـايي، جـرم در مورد راكت. تواند مضر باشد اثر كاهش عملكرد مي

طـور بـه 1كه ظرفيـت حمـل درصد وزن كل باشد، درحالي 90راحتي تا تواند به پيشرانه مي

) 2ويـژه ضـربه (دهد، كاهش حتي چند درصـد عملكـرد ميشاخص چند درصد را تشكيل

بنـابراين، عملكـرد بـاال . ي ظرفيـت حمـل را كـاهش خواهـد داد توجهي اندازه طور قابل به

. براي مصـرف مـؤثر انـرژي ضـروري و اغلـب بـراي تكميـل مأموريـت مـورد نيـاز اسـت

كرد باال از اهميت ها، عمل كاربردهاي بسيار ديگري از مواد پرانرژي وجود دارد كه در آن

. زيادي برخوردار است

يـك . زاي سـبز را تعريـف كنـيم توانيم مفهوم ماده انرژي باتوجه به مباحث مطرح شده، مي

ي طراحي و توليد شده براساس اصول شيمي سبز است بـا حفـظ ي پرانرژي سبز، يك ماده ماده

. حداقل سطح عملكرد و ايمني كار با ماده پرانرژيي كه نياز به جايگزيني دارد

طـور كامـل بـا ايـن شيم كه هميشه طراحي يك ماده كـه بـه خاطر داشته با مهم است به

كه جـايگزيني يـك تركيـب قـديمي تعريف انطباق داشته باشد ممكن نيست و درصورتي

طور كامل سـبز اي باشيم كه به ضرورت داشته باشد، ممكن است مجبور به جايگزيني ماده

وانـد موجـب بهبـود ت در بسـياري از مـوارد، ايـن روش مـي . نيست، بلكه فقط سبزتر اسـت

. توجهي در وضعيت موجود شود قابل

هاي سبز در سفرهاي فضايي غيرنظامي پيشرانه -3- 1

شـويم كـه بـه اسـتفاده از مـواد پرانـرژي در محيطي مواجـه مـي هاي زيست ما با چالش

ــوط اســت ــه مرب ــواحي جامع ــامي را . بســياري از ن ــر، بخــش فضــايي غيرنظ در بخــش زي

هــاي گذشــته و حــال را بــراي توســعه و بعضــي از تــالش مثــال مطــرح نمــوده و عنــوان بــه

منظور ايـن نيسـت كـه يـك بررسـي . سازي فناوري پيشرانش سبز بحث خواهيم كرد پياده

1- Pay load

2- Specific impulse


ي سـبز از چگـونگي هاي مرتبط با مصرف مـاده جامع صورت پذيرد، بلكه برخي از تالش

. دهد ي اوليه تا كاربرد نهايي آن را نشان مي توسعه

ي سبز براي جايگزيني با آمونيوم پركلراتها اكسيدكننده -1- 1-3

ــرات ــوم پركل ــماي NH4ClO4, AP(آموني ــداول) 1-1ش ــيدكننده در مت ــرين اكس ت

ي وسـيعي از هاي غيرنظامي، تـا گسـتره كاربرد آن از پيروتكنيك. هاي جامد است پيشرانه

اي بـا هـ كننـده هاي فضايي و پرتاب كاربردهاي نظامي تا موتورهاي بوستر بزرگ در سفينه

، محتـواي APمحيطـي در مـورد هاي زيسـت يكي از نگراني. يابد گسترش مي 1قدرت باال

بـراي . شـود تبديل مي (HCl)كار باالي آن است كه در اثر احتراق به هيدروكلريك اسيد

تـن 270، 5 2كننده قدرتمند اروپايي آريان ي اين كه هر پرتاب توسط پرتاب مثال، محاسبه

]. 12، 11[باشد كند، آسان مي ليظ ضمن تبديل كامل توليد ميهيدروكلريك اسيد غ

1-1شماي

ممكـن APي گسـترده از ي استفاده در جو زمين در نتيجه HClانتشار مقدار زيادي از

انتشــار مســتقيم . ي ازون منجــر شــود هــاي اســيدي و تخريــب اليــه اســت بــه بــارش بــاران

دليـل احتـراق نـاقص يـا نشـت از مـواد مصـرف نشـده مشـكل هـا در محـيط، بـه پركلرات

درصـد 35شود كه آب آشـاميدني در حـداقل تخمين زده مي. رسد تري به نظر مي بزرگ

كننـده اسـت، ايـن موضـوع نگـران ]. 13[ا اسـت هـ هاي آمريكا آلـوده بـه پركلـرات ايالت

1- Heavy-lift launcher

2- Ariane


ها ممكن است موجب افـزايش اخـتالالت رو مطرح شده كه مصرف باالي پركلرات ازاين

ي بهداشــتي را منتشــر كــرد كــه يــك توصــيه 2009در ســال EPA]. 14[تيروئيــدي شــود

ايـن توصـيه 2011در آب آشاميدني است و سـال ppb15ها، حداكثر حد مجاز پركلرات

].16، 15[صورت مقررات در آمد هب

هـاي بوسـتر ي بـالقوه سـبزي در پيشـرانه اكسيدكننده (HNF)هيدرازينيوم نيتروفرمات

]. 17[كشـف شـده بـود 1951پـيش از ايـن در سـال HNF. شـود جامد در نظر گرفته مـي

ي از اواخـر دهـه APعنـوان جـايگزيني بـراي باعث شـد تـا بـه HNFباوجوداين، توجه به

شـروع بـه دريـافتن مشـكالت (ESA)كه آژانـس فضـايي اروپـا زماني. مطرح شود 1980

ي يـك برنامـه ESAشـد، APي مـرتبط بـا انتشـار اسـيد از احتـراق محيطي بـالقوه زيست

ي جامـد سـبز بـراي اسـتفاده در كاربردهـاي تحقيقاتي بزرگي را با هدف گسترش پيشرانه

در مقيـاس HNFك طرح توليدي براي ساخت اين برنامه شامل ايجاد ي. فضايي آغاز كرد

شـود، چـون طور كامل سبز در نظـر گرفتـه نمـي به HNF]. 17[كيلوگرم در سال بود 300

هيـدرازين اسـت كـه تركيبـي HNFهاي مورد استفاده براي ساخت دهنده يكي از واكنش

فاقد كلر است و سـوزش آن پـاك و بـدون HNFحال، بااين. زاست بسيار سمي و سرطان

هـاي سـازگاري بـااليي بـا سـامانه HNFطولي نكشيد متوجه شـدند كـه . انتشار اسيد است

كمـي بعـد، نشـان داده شـد كـه بـا نگهدارنـده پرانـرژي پليمـر . متـداول دارد 1نگهدارنده

و (Al)، آلومينيـوم HNFي هـاي بـر پايـه سازگار است و پيشرانه (GAP)گليسيديل آزيد

GAP درصـد بـاالتر از 2-7ي ويـژه رايي آن، بـر حسـب ضـربه كـا ]. 18[توسعه داده شد

هـاي انتهـايي ان بـا گـروه بوتـادي با نگهدارنده پلـي AP-A1استاندارد بندي كارايي فرمول

هـا، بـه ايـن افـزايش، براسـاس برخـي تخمـين . گزارش شده اسـت ) HTPB(هيدروكسيل

درصـد منجـر 5-50كاهش هزينه بر حسب كيلوگرم ظرفيت حمل يك سامانه پرتابي بين

هـاي بـزرگ انجـام گـذاري كننده و سـرمايه برخالف اين نتايج بسيار دلگرم]. 19[شود مي

1- Binder


را از HNFي ي پيشـرانه بـر پايـه تا حد زيادي عالقه بـه توسـعه ESAرسد شده، به نظر مي

هـايي از صـنعتي شـدن در دست داده است و تحقيق و پژوهش تقريباً متوقف شده و نشـانه

. تـوانيم فقـط در مـورد داليـل آن حـدس و گمـان بـزنيم مـا مـي . نزديـك نيسـت ي آينده

HNFباوجوداين، ممكن است كاهش عالقه، به مشكالت پايـداري حرارتـي و حساسـيت

ي رود كه پيشـرانه باال هستند و انتظار مي GAPو HNFهاي توليد هزينه]. 17[مربوط شود

HNF ــاال بســيار گــران باشــد ــاس ب ــراي اســتفاده در مقي ــه. ب ــن هزين ــد اي ــاالي تولي هــاي ب

هـاي زيـاد در ارتبـاط بـا گسـترش سـامانه موتـور جديـد و هـا بايـد بـه هزينـه اكسيدكننده

.هاي مربوط اضافه شود زيرساخت

2-1شماي

عنـوان ي ديگـري اسـت كـه بـه اكسـيدكننده ) 2-1شماي ADN(نيتراميد آمونيوم دي

اولـين بـار در ADN. بسيار مورد توجه قرار گرفته اسـت APاي براي جايگزين سبز بالقوه

اي هاي بـين قـاره شود كه براي پيشرانش موشك در مسكو تهيه شد و تصور مي 1971سال

هـا، بنـا بـر گـزارش ]. 11[اتحاد جماهير شوروي در دوران جنگ سرد استفاده شده اسـت

بود كه مانع رديـابي ) ADNدر نتيجه سوزش پاك (بدون دود مزيت اصلي پيشرانه، عالئم

ي وسـيله بـار ديگـر بـه 1980ي در اواخـر دهـه ADN. شـد ي رادار مـي وسيله ها به موشك

هاي تحقيقاتي زيادي در سراسر جهـان از آن زمان تالش. دانشمندان آمريكايي كشف شد

خـالص ADNاحتـراق فاقـد كلـر اسـت و HNFمانند . متمركز شده است ADNبر روي

هــاي ترمودينــاميكي عنــوان محصــول بــه O2و N2 ،H2Oبــدون ســوخت موجــب تشــكيل


ي در مقيـاس بـاال در فراينـد بـه نسـبت سـبزي در كارخانـه ADNحاضـر درحال. شود مي

.شود سوئد توليد مي 2كوگاي كارلس SNPE 1يورنكو

ADN اگرچه، در حالت خالص به نسبت پايـدار . طور ذاتي بسيار جاذب رطوبت است به

ويژه بيشتر با سامانه پخـت هاي پخت، به ها و سامانه با تعدادي از نگهدارنده HNFاست، مانند

درك . مراجعـه شـود 8براي جزئيات بيشـتر بـه فصـل ]. 20، 17[ايزوسيانات، ناسازگار است

مشكل است و رفتار آن هنگام تجزيه در حالت جامـد غيرعـادي بسيار ADNپذيري واكنش

اشـاره خواهـد شـد، بسـياري از 7همـان طـوري كـه در فصـل ]. 20، 17[گزارش شده است

هــاي ســامانه. انــد وفصــل شــده حاضــر شــروع بـه حــل درحــال ADNموضـوعات مربــوط بــه

هـا اگرچـه آن ). شـود مراجعه 8به فصل (اند نگهدارنده سازگار جديدي، اخيراً گزارش شده

تـوان جامـد، مـي ADNي پـيش از كـار بـا پيشـرانه . توجهي نيز نياز دارنـد سازي قابل به بهينه

دهـد كـه يـك محاسـبات نظـري نشـان مـي . متوجه شد كه نتايج اوليه، اميدواركننده هسـتند

ي آن نسـبت بــه ي ويـژه بهينـه شـده كـارايي بـااليي خواهــد داشـت و ضـربه ADNپيشـرانه

).مراجعه شود 2به فصل (يابد درصد افزايش مي AP-A1 ،7 -5ي استاندارد نهپيشرا

ي تبديل شـدن بـه فنـاوري پيشـرانش در آستانه APي حتي اگر پيشرانش جامد بر پايه

اي تـر در آينـده كامل باشد، شـواهدي دال بـر اسـتفاده از آن در سـامانه پيشـرانش بـزرگ

اي با آژانس تحقيقات دفـاعي توافقنامه NASA، 2008در سال . شود نزديك، مشاهده نمي

هـاي جامـد عنوان اكسيدكننده در پيشـرانه به ADNي با عنوان ارزيابي اوليه (FOI) 3سوئد

بـراي ADNو شايع شد كـه ] 22[ي فضايي بزرگ امضا كرد كننده براي بوسترهاي پرتاب

در يـك اظهـار NASAبا وجـود ايـن . در نظر گرفته شده است ARESنسل جديد بوستر

ي بـه ارزيـابي و توســعه ADNغيررسـمي ايـن شـايعه را محكـوم كـرد و توضـيح داد كـه

توجهي به سامانه پرتـابي بـر دليلي براي كم]. 23[سازي نهايي نياز دارد بيشتري قبل از پياده

1- Eurenco

2- Karlskoga

3- Swedish Defence Research Agency


. هـاي فضـايي مشـخص نيسـت گـذاران خصوصـي و آژانـس ازسوي سرمايه ADNي پايه

اي گذاري و خطر بزرگ مـرتبط بـا چنـين پـروژه االً به ميزان سرمايهحال، پاسخ احتم بااين

هـاي همـراه ي پيشرانه، سامانه موتور و زيـر سـاخت اين خطر شامل توسعه. شود مربوط مي

بـراين، عـالوه . هاي زيادي از آغاز تا اولين پرتاب احتمالي طول خواهد كشـيد است و سال

هـاي ها بـا هزينـه استفاده در هر پرتاب، توليد پيشرانه ي مورد با توجه به مقادير زياد پيشرانه

.به نسبت پايين بايد ممكن باشد

هاي مايع سبز جايگزين هيدرازين پيشرانه -2- 1-3

منظـور تر باشد، جذب بودجه بـه ها و خطرات پايين به داليل روشن، در جايي كه هزينه

اي، چنـين زمينـه . تـر اسـت ، آسـان هـاي موتـور كوچـك هـا بـراي سـامانه گسترش پيشرانه

طور عمده براي موتورهاي ايسـتگاه پيشرانه هيدرازين بوده است كه به تك جايگزين براي

تواند بدون زاست و نمي هيدرازين بسيار سمي و سرطان. شود سفينه استفاده مي 1نگهدارنده

دليـل به 1990ي در اواخر دهه FOIمحققان در . بدون اقدامات ايمني دقيق نگهداري شود

هــاي قطبــي متوجــه پتانســيل آن، بــراي اســتفاده در در حّلــال ADNيــت بــاالي حّلال

ايـن باعـث شـد انجمـن فضـايي ملـي سـوئد ]. 11[پيشرانه شده بودند تك هاي بندي فرمول

گـذاري كنـد كـه بـه را سـرمايه ADNي مـايع پيشـرانه تـك ي ها براي توسـعه اولين تالش

اين بررسي، باعث . انجاميد (SSC) 2سوئد و شركت فضايي FOIاي با همكاري بين پروژه

شد كه بـراي جـايگزين كـردن بـا (AMW)، متانول و آب ADNهايي از شناخت تركيب

، پــس از آن (SSC)ي ، يــك شــركت تابعــهECAPS]. 11[هيــدرازين اميدواركننــده بــود

در طراحـي نهـايي، نشـان . و موتور راكتي مـرتبط را ادامـه داد AMWي ي پيشرانه توسعه

كند كه نسبت به سامانه رانشگر اي فراهم مي ي ويژه ضربه N1 3داده شد كه سامانه رانشگر

24ضـربه حتـي بـاالتر بـود، چـون بهبود در چگالي]. 24[درصد باالتر است 5هيدرازين، 1- Station-keeping

2- Swedish Space Corporation

3- Thruster


ايـن پيشـرانه بـراي . داشت LMP-103Sي افتهي توسعه ي باالتري از پيشرانه درصد چگالي

كه سامانه براي مانورهـاي شـكل وارد شد، زماني 2010اولين بار در پرواز نمايشي در سال

]. 25[مورد آزمايش قرار گرفت PRISMAماهواره در مأموريت نمايش فناوري 1پروازي

در LMP-103Sاشـد و پيشروي بازار فناوري پيشرانش سبز ب ECAPSشود كه امروزه ادعا مي

هـا، يكـي از اولـين آن ADNي فنـاوري بـر پايـه . سراسر جهان به بازار عرضه شـده اسـت

ي اوليه تا رسـيدن بـه بـازار ي توسعه ي سبز است كه سند كاملي از مرحله هاي پيشرانه مثال

15در اين زمينه جالب است توجه كنـيم كـه مـدت زمـان نزديـك . جهاني را ساخته است

وقـت 2012تا زمان عرضه به بـازار در سـال 1997ي تحقيقاتي اوليه در سال پروژهسال از

طـور معمـول اين شبيه زمان توسعه در طراحي دارو است، كـه در آن بـه . صرف شده است

عنـوان صـنعت داروسـازي بـه . سال از فاز كشف اوليه تا عرضه به بازار زمان الزم است 15

، كه ركورد زماني طوالني توسعه را داشته، در نظر گرفتـه نمونه از ميان همه صنايع فناوري

با توجه به اينكه فقط همين مثال LMP-103Sتخمين اهميت زمان توسعه براي . شده است

يخ را شكسـته ECAPSتوان اميدوار بود كه با وجود اين، فقط مي. را داريم، مشكل است

چنـدين . سـازي خواهنـد بـود تجـاري ي زودي آمـاده هاي جديد و بهبود يافته بـه و پيشرانه

ي مـايع بـر پايـه پيشـرانه FOI. اند كانديد وجود دارند كه قبالً اميدواري بزرگي نشان داده

ADN ي ي بـاالتري از پيشـرانه ضـربه خود را دارد كه نشان داده شـده، چگـاليECAPS

ي هوايي ايالـت ي بخش نيرو وسيله ي سبز با عملكردهاي حتي بهتري به پيشرانه]. 11[دارد

مايع يـوني از آمونيـوم نيتـرات بندي اين پيشرانه فرمول]. 26[متحده توسعه داده شده است

)HAN ايـي در مأموريـت است كه قـرار اسـت روي مـاهواره ) 3-1، شمايGPIM 2015

].27[آزمايش شود

در اين مرحله، ممكن است اين سؤال مطرح باشد كه چقدر سبز بودن يك پيشـرانه بـر

طـور بـه ADNدر ابتـدا بايـد توجـه شـود . واقعـي اسـت LMP-103Sماننـد ADNي پايه

در آزمـايش LD50كـه مقـادير طـوري تري از هيدرازين دارد، به توجهي سميت پايين قابل

Documents

besmx - mut.ac.ir · : ˘ ˇ : ˆ˙ ˝: $% ˛˚ ˜ ˛!"#: ˛˝ && : ' # : ' # : ' # : (&) *˚ ˝: (&) *˚ ˝: (&) *˚ ˝: (&) *˚ ˝: (&) *˚ ˝: ( + , ˙ (&: $ & ˙ (&: $- $˚ ˙

besmx - mut.ac.ir · : ˘ ˇ : ˆ˙ ˝: $% ˛˚ ˜ ˛!"#: ˛˝ && : ' # : ' # : ' # : (&) ˚ ˝: (&) ˚ ˝: (&) ˚ ˝: (&) ˚ ˝: (&) *˚ ˝: ( + , ˙ (&: $ & ˙ (&: $- $˚ ˙