Duyarsız patlayıcıların detonasyonu için lazer tetikli detonatör düzeneği geliştirilmesi

Modern patlayıcıların detonasyonu geleneksel olarak elektrik iletimi ile yapılmaktadır. Elektriksel detonatörler darbe, ısı, şok, elektrostatik boşalma ve elektromanyetik etkilere karşı ateşlenme hassasiyeti yüksek olan duyarlı birincil patlayıcıların ateşlenmesi prensibine dayandığından güvenli değildir. Elektrik iletimi yerine lazer ışınıyla ısıtma yoluyla detonasyon yapıldığında patlayıcı elektriksel dış etkilerden izole edilerek sistem emniyeti ve performansı üst düzeyde sağlanabilmektedir. Bu sebeple lazer detonatörler güvenli ateşleme sistemleri arasındadır. Tez çalışmasında lazer tetikli bir uçan plaka sistemi geliştirilmiş, bir prototip üretilmiş ve duyarsız patlayıcıların detonasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda: - Bir lazer ateşleme ünitesi tasarlanmış ve kurulmuştur. Lazer güç ünitesinden elde edilen %100 pik değerinde ışının %25 kayıp ile hedefe ulaşabildiği belirlenmiştir. - Lazer ışınının iletildiği ve enerjik malzeme içeren bir ateşleyici gövdesi tasarlanmış ve üretilmiştir. Uçan plaka sisteminin yerleştirildiği gövde literatürdeki bir tasarım kullanılarak üretilmiştir. - Duyarsız bir patlayıcı olan HMX malzemesi, lazer ışınına uygun hale getirilmiştir. HMX'in optik özelliklerinin geliştirilmesi kapsamında karbon siyahı ile homojen karıştırılması için özel bir numune hazırlama yöntemi geliştirmiştir. - Lazerle ateşleme sistemi, HMX içeren numuneler ile test edilmiştir. - Detonator prototipinin üretimi, uçan plaka gövdesinin lazer tetikli ateşleyici gövdesine entegre edilmesiyle tamamlanmıştır. Bu prototipin tasarımında kopma basıncı PMMA plaka için 420 MPa ve Al plaka için 198 MPa olarak hesaplanmıştır. - Prototip ile 10 cm3 iç hacme sahip kapalı bir bomba düzeneğinde 1,32 g/cm3 değerinde düşük yoğunluklu HMX ve 400 µm kalınlığında plaka kullanılarak performans çalışmaları yapılmıştır: Ateşleme sonrası basınç 48,4±1,6 bar ve plaka hızı 620±58 m/s olarak ölçülmüştür. - Plaka hızını tahmin etmek üzere matematiksel bir model geliştirilmiştir. Plaka hızı, aynı çalışma koşulları için 667,27 m/s olarak hesaplanmıştır ve ölçülen 562-678 m/s hız aralığı ile uyumlu bulunmuştur. 0,2 mm kalınlıkta bir Al plakanın 14 mm uzunluğunda bir ivmelendirme kanalı içeren sistemden çıkış hızının 1,4 km/s gibi çok daha yüksek bir hıza ulaşabileceği hesaplanmıştır. Çalışmada daha güvenli olması sebebi ile lazer ile tetikleme yöntemi tercih edilerek, uçan plaka yöntemi ile detonasyon sağlayan ve duyarsız patlayıcıları doğrudan ateşleyebilen bir sistem yerli olarak geliştirilmiştir. Bu çalışma roket motoru ve harp başlığı ateşleyicileri gibi askeri mühimmatlarda ticari olarak kullanılabilecek lazer detonatörler için temel bir ar-ge çalışması oluşturmuştur. Anahtar Kelimeler: Lazer tetikli uçan plaka, detonatör, duyarsız patlayıcılar, şok kaynaklı detonasyon, matematiksel modelleme, uçan plaka hızı