پیشرانه های دو پایه پرانرژی در زمره قویترین پیشرانه های جامد محسوب می شوند و به علت انرژی و محرکه ویژه بالا و محدوده وسیع سرعت سوزش در بسیاری از کاربردها به پیشرانه های دوپایه و مرکب متداول ترجیح داده می شوند. پیشرانه دو پایه پرانرژی حاوی اجزای پرانرژی مانند سیکلوتترامتیلن تترانیترامین (HMX)، سیکلوتری متیلن تری نیترامین (RDX)، پرکلرات آمونیوم (AP) و آلومینیوم (Al) هستند که به روشهای اکستروژن و ریخته گری تولید میشوند. پیشرانه دوپایه پرانرژی در این پژوهش حاوی AP و Al است (AP-CMDB) که به روش اکستروژن با حلال نمونه سازی و تولید می گردد. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار CEC محاسبات کامپیوتری محرکه ویژه و پارامترهای عملکرد پیشرانه (AP-CMDB) انجام شده و براساس این محاسبات و مطالعات کتابخانه ای 12 فرمولاسیون پیشرانه (AP-CMDB) تعیین و نمونه سازی گردیده و پس از رسیدن به حداقل خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی، آزمایشهای استاتیک انجام شده است.در این پژوهش به محرکه ویژه تجربی 260 sec )معادل محرکه ویژه تجربی استاندارد (251 sec دست یافته ایم که نسبت به محرکه ویژه پیشرانه دو پایه معمولی افزایش قابل ملاحظه ای دارد و در نهایت فرمولاسیون پیشرانه (AP-CMDB) از جهات خواص مکانیکی، پایداری شیمیایی، ارزش گرمایی و محرکه ویژه بهینه شده است.

در این کار پارامترهای رئولوژیکی نظیر تنش تسلیم، ضریب ویسکوزیته و توان پاورلا برای دسته ای از فرمولاسیون های پیشرانه دوپایه و دوپایه بهبود یافته با استفاده از روش رئومتری جریان اسکوئیز به دست آمد. آزمون Squeeze Flow به منظور بررسی رفتار رئولوژیکی فارغ از اثرات لغزش در دیواره و تعیین نوع سیالیت در دماهای مختلف در پیشرانه های دو پایه و دوپایه بهبود یافته استفاده شد. نتایج نشان داد که در پیشرانه های دو پایه و دو پایه بهبود یافته رفتار الاستیک اولیه از نظر پدیده شناسی یکسان ولی از نقطه نظر مقدار متفاوت است، همچنین در منحنی جریان، تقعر و شیب نمودارها حاکی از تفاوت ساختاری و رفتار متفاوت رئولوژیکی میان پیشرانه های دوپایه و دوپایه بهبود یافته است. با افزایش ترکیب درصد مواد پر انرژی نیترآمینی (RDX) در پیشرانه دو پایه بهبود یافته، نیروی متوسط جریان اسکوییز به سمت مقادیر بالاتر انتقال می یابند. با کاهش درصد نیترو گلیسیرین نیز، رفتاری مشابه مشاهده می گردد. نتایج نشان داد مدل برازش منحنی شروود برای منحنی های جریان حاصل از پیشرانه های دوپایه بهتر از منحنی های جریان پیشرانه های دوپایه بهبود یافته عمل می کند که نشان دهنده انحراف رفتار رئولوژیکی پیشرانه های دوپایه بهبود یافته از سیالات هرشل-باکلی است.

در این کار ارتباط تغییر فرمولاسیون، در اثر تغییر اجزاء تشکیل دهنده ی پیشرانه های دوپایه و دوپایه بهبود یافته، بر رفتار آسودگی آنها به کمک مطالعه رفتار دینامیکی-مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت. آزمون DMTA به منظور بررسی رفتار دینامیکی-مکانیکی و تعیین نوع آسودگی های مختلف و دمای انتقالات سه گانه در فرمولاسیون های پیشرانه های دو پایه و دوپایه بهبود یافته(CMDB) استفاده شد. نتایج نشان داد که در پیشرانه های دو پایه و دو پایه بهبود یافته دماهای آسودگی aT و β T دیده می شود، ولی دمای آسودگی ᵧ T دیده نمی شود. با افزایش ترکیب درصد مواد پر انرژی نیترآمینی (RDX) در پیشرانه دو پایه بهبود یافته، دماهای آسودگی به سمت مقادیر بالاتر انتقال می یابند. با کاهش درصد نیترو گلیسیرین نیز، رفتاری مشابه مشاهده می گردد. نتایج نشان داد نمونه های حاوی RDX از مدول فشاری بیشتری برخوردار بوده و ازدیاد طول تا نقطه شکست در آن ها با افزایش مقادیر RDX کاهش می یابد.

نرم کننده ها به عنوان یکی از اجزاء کلیدی در پیشرانه های تفنگی، نقش مهمی را در کنترل خصوصیات بالستیکی و مکانیکی پیشرانه بازی میکنند. توسعه پیشرانه های تفنگی جدید، نیازمند درک رفتار و اثر نرم کننده های پرانرژی می باشد. امروزه در سراسر جهان تلاش های زیادی برای سنتز و کاربرد نرم کننده های پرانرژی به منظور تامین نیازمندی های بالستیکی مورد نظر، در حال انجام است. حاصل چنین تلاش هایی، به تولید نرم کننده های پرانرژی بر پایه گروه های نیترو، نیتراتو، فلوئورو نیترو، فلوئورآمینو و آزیدو منجر شده است. این نرم کننده ها استحکام مکانیکی و انرژی مورد انتظار را در پیشرانه های تفنگی با هدف تامین بالستیک مورد نیاز فراهم میکنند. در این مقاله در ابتدا به اختصار مفاهیمی نظیر دمای انتقال شیشه ای شدن و مهاجرت نرم کننده ها تشریح شده و سپس برخی از نرم کننده های جدید مورد استفاده در پیشرانه های تفنگی نظیر BDNPA/F ،DANPE ،NF ،BU-NENA و DNDA57 معرفی می شود و اثر این نرم کننده ها بر خصوصیات بالستیکی و دیگر خصوصیات پیشرانه های تفنگی مورد بحث و بررسی قرار میگیرد.

پیشرانه های دوپایه اصلاح شده کامپوزیتی (CMDB)، با افزودن ترکیبات پرانرژی به ساختار پیشرانه های دوپایه ساخته می شوند. این نوع پیشرانه ها به سه دسته کلی تقسیم می شوند، که حاوی پرکلرات آمونیوم (AP) و آلومینیم (Al) یا ترکیبات نیترآمینی همچون HMX یا RDX (پیشرانه بدون دود) و یا حاوی ترکیبات HMX, Al, AP یا RDX (پیشرانه های پرانرژی) هستند. در این مقاله، پیشرانه های CMDB نیترآمینی مدنظر قرار گرفته و تاثیر و نقش RDX بر پارامترهای بالستیکی، بخصوص ایمپالس ویژه مورد بررسی و ارزیابی واقع شده است. مقایسه نتایج، بر اساس یک نمونه سوخت مرجع انتخابی و تستهای استاتیکی در شرایط استاندارد و در یک موتور مدل، انجام گرفته است. ابتدا، چند نمونه از فرمولاسیون سوخت مرجع در کنت تحقیقاتی تهیه و مورد تستهای شیمی-فیزیکی و بالستیکی قرار گرفت و نتایج، جهت مقایسه ثبت گردید. سپس چند نمونه سوخت حاوی نیترآمین (RDX) با 5، 10، 15 و 20 درصد نیترآمین، مطابق با روند فرآیند ساخت پیشرانه های دوپایه تهیه، تستهای بیوشیمی-فیزیکی (تعیین کالری، دانسیته، خواص مکانیکی) و بالستیکی (ایمپالس ویژه، سرعت سوزش در شرایط واقعی موتور و ایمپالس کل) بر روی نمونه های ساخته شده انجام گرفت و نتایج بدست آمده با نتایج نمونه مرجع، مقایسه گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که با افزایش RDX، کالری، دانسیته و ایمپالس ویژه پیشرانه افزایش می یابد. با این حال، سرعت سوزش و خواص مکانیکی پیشرانه، کاهش می یابد.

استفاده از نرم کننده ها در فرمولاسیون پیشرانه های جامد به ویژه پیشرانه های جامد دوپایه اجتناب ناپذیر است. پایه پلیمری پیشرانه های جامد دوپایه، نیتروسلولز می باشد. نرم کننده باعث افزایش انعطاف پذیری، کاهش ویسکوزیته و کاهش دمای انتقال شیشه ای آن می شود. نرم کننده های پرانرژی آزیدو استری، گروهی از نرم کننده های پرانرژی هستند که سازگاری خوبی با اجزای بایندرهای پرانرژی موجود در پیشرانه های جامد دارند. در این مقاله پنج نرم کننده آزیدواستری مختلف اتیلن گلیکول بیس آزیدواستات (EGBAA)، تری متیلن گلیکول بیس آزیدواستات (BAAGTM)، تترامتیلن گلیکول بیس آزیدواستات (TMGBAA')، پنتااریتریتول تتراکیس آزیدواستات (AAPETK) و آزیدو استر چند شاخه ای (HB-AZ) طی دو مرحله تشکیل استر و آزیددار شدن با بازده بین %55-92 با موفقیت سنتز شدند. آزیدو استرهای سنتز شده به وسیله ی طیف سنجی FT-IR و1H-NMR شناسایی شدند. با بررسی پارامتر های مختلف مشخص گردید که نرم کننده پنتااریتریتول تتراکیس آزیدواستات و آزیدو استر چند شاخه ای در مقایسه با دیگر نرم کننده های آزیدواستری سنتز شده در کاهش مهاجرت نیتروگلیسرین موثرترند.

در این مقاله تاثیر نوع و مقدار سه پایدارکننده آکاردیت4II ، -2 نیترو دی فنیل آمین و سانترالیت 5I بر میزان گرمای انفجار و پایداری پیشرانه جامد دوپایه بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که افزایش مقدار پایدارکننده های آکاردیت II و -2 نیترو دی فنیل آمین باعث افزایش پایداری و کاهش گرمای احتراق پیشرانه می گردد و جایگزینی پایدارکننده آکاردیت II و -2 نیترو دی فنیل آمین به جای مخلوط آکاردیت II و سانترالیتI در پیشرانه مورد تحقیق میزان گرمای احتراق را افزایش می دهد. جایگزینی پایدارکننده آکاردیت II به جای مخلوط آکاردیت II و سانترالیت  I در پیشرانه مورد تحقیق خواص پایداری را اندکی بهبود می بخشد ولی پایدارکننده -2 نیترو دی فنیل آمین تغییر چندانی در این خواص ایجاد نمی کند.

در این مقاله فرآیند ساخت پیشرانه های دوپایه سیم گذاری شده به روش اکسترودی مورد بحث و بررسی قرار گرفته و روش دقیق ساخت و عوامل موثر بر سرعت سوزش پیشرانه های سیم گذاری شده و انتخاب سیم مناسب جهت افزایش بیشتر در سرعت سوزش ارائه شده است. در این تحقیق ضمن پیشنهاد روشی برای ساخت پیشرانه دوپایه سیم گذاری شده به روش اکسترودی، نمونه هایی از پیشرانه سیم گذاری شده با سه نوع سیم با جنس های مس، فولاد و برنج و با قطر 0.25 mm ساخته شد و تحت آزمون سرعت سوزش به روش بمب کرافورد قرار گرفت. آزمایشات نشان داد که سیم های فلزی کار گذاشته شده در نمونه های ساخته شده به وسیله این فرآیند به صورت کاملا مستقیم و بدون هیچ گونه پیچ خوردگی و پارگی درون گرین پیشرانه قرار گرفته و سرعت سوزش پیشرانه های با یک سیم کار گذاشته شده نسبت به نمونه بدون سیم تا 3.9 برابر افزایش یافته است.