RDX 'ın detonasyonunda farklı zeminler üzerinde oluşturacağı kraterlerin sayısal değerlendirilmesi

Enerjik malzemeler, uygulama koşullarına bağlı olarak günümüzde çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Kullanım alanının genişlemesi yüksek enerjili kimyasal yapılarından ve alternatif yöntemlere göre daha ekonomik olmasından kaynaklanmaktadır. Bu malzemeler genellikle patlayıcılar (trinitrotoluen, pentaeritritol tetranitrat siklotrimetilentrinitramin) itici gazlar (kara barut) piroteknik olarak sınıflandırılır. Çalışmada enerjik malzemelerden yüksek patlayıcılara ait inceleme yapılmıştır. Literatürde, patlayıcı malzemeler üzerine savunma sanayi (Erdik, 2017), mühendislik (Atasoy, 2019), endüstriyel uygulamalar (Nagy, 2015) ve bilimsel araştırma (Menekşe, 2024) alanlarında çalışmalar bildirilmiştir. Ayrıca, azitler ve nitraminler gibi nitro organik bileşikler içeren yeni konvansiyonel patlayıcılar geliştirilmektedir. Bu tür bileşiklere örnek olarak 2,4,6-triazido-1,3,5-trinitrobenzen ve 2-azido-1,3-dinitropropan verilebilir (Şen, 2013). Siklik nitraminler (CNA'lar), yanma reaksiyonu modellemesi ve deneysel davranışları açısından yaygın olarak incelenmektedir (Ermolin ve Zarko, 1998; Strunin ve Nikolaeva, 2010; Strunin ve Nikolaeva, 2013). Patlayıcı madde kullanımı yaygınlaşması aynı zamanda farklı zeminler üzerinde uygulaması gerekliliğini doğurur. Farklı zeminlerde uygulanması ise farklı krater oluşumu anlamına gelmektedir. Patlayıcılar ile farklı zeminler arasındaki etkileşim üzerine kapsamlı çalışmalara olan ihtiyaç artmaktadır. Bu çalışmanın amacı, RDX patlamasının ahşap yüzeyler üzerindeki yıkıcı etkilerini araştırmak, deneysel krater oluşumu verilerini ampirik krater oluşumu denklemleriyle karşılaştırmak ve elde edilen sonuçlara dayanarak farklı ahşap türleri için krater katsayılarını belirlemektir. Yüzeylerde krater oluşumları ile ilgili olarak ahşap yüzeyler için yapılmış çalışmalara rastlanılmamıştır. Ahşap yüzeylerde, ahşabın cinsine göre yüzey sertlikleri ve mukavemetleri değiştirmektedir. Bu özellikler ahşabın karakteristik yapısının modifiye edilerek mukavemetlerinin patlamaya karşı oluşturdukları direncin test edilmesini sağlamaktadır. Deneysel aşamada çeşitli ahşap numuneleri seçilmiş ve her malzemenin mukavemet ve sertlik değerleri ölçülmüştür. Patlama testleri RDX kullanılarak gerçekleştirilmiş ve her testte kullanılan kesin miktarlar dikkatlice hesaplanmıştır. Patlamadan sonra, ahşap yüzeylerde oluşan boşluk ve çatlakların çapları ölçülmüştür. Krater oluşumları ile ilgili yapılan çalışmalarda üretilen ampirik birçok denklem mevcuttur. Bunlardan çalışmalarımıza uygun olan Östmark ve Zhurova çalışmalarında kullanılan Kistiakowsky-Wilson kurallarını esas alan, Kamlet-Jacobs denklemleriyle hesaplandı. Çalışmamızda meydana gelen kraterin sayısal incelemesinden oluşumları ile ilgili hesaplamalarda kullanıldı. D =1.01(N0.5)(Mave Q)0.25(1+1.30) ve P=1.558ρ2(N)(MaveQ)0.5 [Östmark vd (2007), Zhurova, vd (2007)]. Bu denklemler, her ahşap malzeme için krater oluşum katsayılarının belirlenmesini sağlayarak, RDX patlamalarına maruz kalan farklı ahşapların mekanik tepkisini değerlendirmek için karşılaştırmalı bir çerçeve sunulmuştur. Patlama testleri 2,5 kilogramlık ağırlığı sahip Drop Weight İmpact test cihazı kullanıldı. Yapılan testlerde 60 ile 4 santim arasındaki farklı yüksekliklerden ağırlığın serbest düşmesi ile rdx numuneleri patlatıldı. Elde edilen verilerle rdx e ait patlama sınırları tespit edildi. Ölçülen sınır değerler kullanılarak rdx'in ahşap yüzeylerde patlamasıyla ilgili basınç ve enerji değerleri tespit edildi. Belirlenen miktarlardaki rdx yüzeylerde patlatarak krater oluşumları sağlandı. Oluşan kraterler sayısal olarak incelenerek, ahşabın mukavemet ve yüzey hissettik değerleriyle kıyaslanmıştır. Oluşan kraterler referans alınarak katsayı üretilmiştir. Bu katsayılar RDX ve TNT ye göre hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler: Enerjik malzemeler, Yüksek patlayıcılar, Krater oluşumu, RDX patlaması, Ahşap yüzey davranışı