فهرست مطالب

مجله علوم و فناوری های پدافند نوین
سال سیزدهم شماره 4 (پیاپی 50، زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1402/01/14
  • تعداد عناوین: 6
|
  • علی فیضی، کوروش داداش تبار احمدی، امین توحیدی فر صفحات 215-227

    ازآنجایی که تامین و افزایش امنیت در مکان های خاص و عمومی همیشه موردتوجه همه افراد در زمینه های مختلف بوده است به منظور تامین و افزایش امنیت در مکان هایی عمومی همانند مدارس، دانشگاه ها، دفاتر و... اقدامات زیادی ازجمله نصب دوربین های نظارتی و قرار دادن مامور در محل صورت گرفته است. ازآنجایی که این دوربین ها توسط اپراتورهای انسانی فعالیت های مشکوک را رصد می کنند، عواملی مانند حواس پرتی، عدم آگاهی، خستگی و بسیاری از عوامل دیگر می تواند روی کیفیت نظارت تاثیر بگذارد، سیستم تشخیص سلاح های گرم و سرد به صورت خودکار در صورت تشخیص و شناسایی سلاح های تعریف شده برای آن می توانند به سرعت به مامورین نظامی و امنیتی پیام های خاص را اطلاع دهد. در این مقاله به منظور تشخیص و ره گیری سلاح گرم (اسلحه کمری) و سلاح سرد (چاقو) از الگوریتم Yolo نسخه 5 برای تشخیص شیء و از الگوریتم Deepsort برای ره گیری استفاده شده است که عملکرد این سیستم در مقاله موردبررسی قرارگرفته است. درنهایت سیستم پیشنهادی پس از آموزش به وسیله مجموعه داده اختصاصی متشکل از سلاح های گرم و سرد عملیات تشخیص سلاح گرم و سرد را با دقت 99.50% انجام می دهد همچنین سیستم پیشنهادی ازنظر مقیاس، چرخش، انسداد دقت مناسبی ارایه داده است.

    کلیدواژگان: بینایی کامپیوتر، یادگیری عمیق، تشخیص اشیاء، شبکه های عصبی عمیق، تشخیص سلاح سرد و گرم
  • علیرضا زارعی، مهدی مظفری زاده صفحات 229-237

    یکی از نیازهای رو به رشد برای صنایع نظامی و غیرنظامی، توسعه جاذب های امواج ریزموج و راداری می باشد. کاهش وزن جاذب ها، بهبود خواص، جذب قوی و پهنای باند جذبی از ویژگی های مهم در استفاده از این ترکیبات می باشند. یکی از مناسب ترین این ترکیبات، جاذب نانو کامپوزیت نانولوله کربنی/ فلزات مغناطیسی می باشند که در این پژوهش نانو کامپوزیت هایی با درصد وزنی مختلف کربونیل آهن و نانولوله کربنی از طریق روش اختلاط همگن تهیه شدند و خاصیت جذب امواج ریزموج آنها در محدوده فرکانس راداری (GHz8 تا GHz 18) مورد مطالعه قرار گرفت. تصاویر پراش اشعه ایکس و میکروسکوپ الکترونی روبشی نانوکامپوزیت ها یک اختلاط همگن و یکنواخت از ذرات نانو لوله کربنی و کربونیل آهن در ماتریس را نشان داد. همچنین، نتایج جذب امواج نشان داد که با افزایش کربونیل آهن به نانولوله کربن و تشکیل جاذب نانو کامپوزیت بر پایه نانولوله کربنی، میزان جذب و پهنای باند جذبی افزایش می یابد. برای نانوکامپوزیت حاوی %70 وزنی کربونیل آهن، بیشترین میزان اتلاف بازتاب به مقدار dB33/11 در فرکانسGHz 18 و در پهنای باند GHz 1/10 تا GHz 18، میزان اتلاف بیشتر ازdB 4 بدست آمد.

    کلیدواژگان: جاذب های امواج ریزموج و راداری، نانو کامپوزیت نانولوله کربنی، فلزات مغناطیسی، کربونیل آهن
  • سید احمد حسینی، علی فروغی، سجاد پیمانی فروشانی صفحات 239-250

    در تحلیل متعارف دال های بتن مسلح تحت بار انفجار لازم است یک روند طولانی طی شود. این روند علاوه بر زمان بر بودن، میزان تاثیر پارامترهای هندسی دال و بارگذاری را بر پاسخ سازه مشخص نمی کند. برای غلبه بر این مشکل، در این تحقیق با تحلیل 351 دال بتنی متفاوت تحت بار انفجار به کمک نرم افزار LS-DYNA میزان خیز حداکثر، زمان رسیدن به آن خیز حداکثر و سختی دال ها ثبت شده است. در ادامه به کمک روش الگوریتم ژنتیک با پردازش داده های مربوط به خیز حداکثر و زمان آن، رابطه ی مستقیم محاسبه این پارامترها استخراج گردیده است. همچنین در این مطالعه. برای استخراج رابطه ی مستقیم محاسبه سختی دال بتن مسلح تحت بار انفجار از روش آماری سطح پاسخ استفاده شده است. درنهایت برای تعیین میزان حساسیت خیز حداکثر دال به پارامترهای هندسی و بارگذاری از روش دامنه کسینوس استفاده شده است. نتایج این بررسی نشان می دهد که پارامتر فاصله ماده منفجره (R) بیشترین تاثیر و سطح مقطع فولاد (AS) کمترین تاثیر را در خیز حداکثر دال دارد. همچنین عرض و طول دال بیشترین تاثیر و متغیر سطح مقطع فولاد (AS) کمترین تاثیر را در زمان رسیدن به خیز حداکثر دال دارد.

    کلیدواژگان: تحلیل دینامیکی، دال بتن مسلح، بار انفجار، خیز، الگوریتم ژنتیک، روش سطح پاسخ، اجزا محدود، سختی
  • عارف زمانی، روح الله خوشخو، غلامرضا هاشم زاده صفحات 251-262

    عملگرهای پلاسما بخصوص عملگر پلاسمای کرونا به علت توان الکتریکی مصرفی کم، عدم داشتن بخش متحرک، عدم تولید صدا و راندمان بالا و عدم تولید امواج مادون قرمز به عنوان یک سیستم پیشران بسیار مورد توجه دانشمندان و محققان قرار گرفته اند. یک نمونه از کاربردهای تخلیه کرونا، ساخت بالارونده (لیفتر) می باشد. در این تحقیق، سه مدل بالارونده مثلثی، مربعی و سه ضلعی با راس مشترک طراحی و ساخته شد. سپس، پارامترهای توان مصرفی، میزان ضریب اثربخشی و میزان نیروی پیشران تولیدی در تخلیه کرونای مثبت و منفی مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد، در هر سه مدل، رابطه بین تغییرات ولتاژ با نیروی پیشران در کرونای مثبت و منفی به صورت تقریبا خطی می باشد و افزایش میزان ولتاژ باعث افزایش نیروی پیشران می شود. اما رابطه بین ولتاژ و توان الکتریکی در هر سه مدل در کرونای مثبت و منفی به صورت سهموی شکل است. بیشترین میزان نیروی پیشران در هر دو کرونای مثبت و منفی، به ترتیب مربوط به مدل مربعی و سپس مدل سه ضلعی با راس مشترک بود. در نهایت، بیشترین میزان ضریب اثربخشی در کرونای مثبت به ترتیب مربوط به به مدل مربعی و سپس مدل سه ضلعی با راس مشترک و در کرونای منفی، به ترتیب مربوط به مدل مربعی و مدل مثلثی است.

    کلیدواژگان: بالارونده، طراحی و ساخت، عملگر پلاسمای کرونا، باد یونی
  • سید میثم فاطمی، سید مرتضی رباط جزی، علیرضا زارعی، سید قربان حسینی صفحات 263-270

    نانو سلولز کریستالی به دلیل خواصی مانند نسبت سطح ویژه زیاد، بلورینگی بالا و خواص مکانیکی و نوری خوب به عنوان یک ماده کاربردی شناخته می شود. این ماده به عنوان یک کلاس مواد جدید برای محصولات نظامی پیشرفته مانند جلیقه های ضدگلوله، مواد مقاوم در برابر آتش، پیشرانه ها و محصولات الکترونیکی ظهور کرده است. در این تحقیق سلولز با خلوص بالا از تفاله چغندرقند به روش خمیرسازی سودا-آنتراکینون استخراج و برای حذف حداکثر همی سلولز و لیگنین سفیدکاری انجام شد. سپس از سلولز استخراج شده با سولفوریک اسید 64% نانو سلولز کریستالی تولید گردید. نانو سلولز کریستالی حاصل با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف سنجی مادون قرمز-تبدیل فوریه (FTIR) و دستگاه وزن سنج حرارتی (TGA) مشخصه یابی شد. تجزیه وتحلیل میکروسکوپ الکترونی عبوری وجود نانو سلولز کریستالی را تایید کرد. هیدرولیز با سولفوریک اسید غلیظ باعث افزایش تبلور سلولز گردید و ابعاد آن به را مقیاس نانو کاهش داد. قطر نانو سلولز کریستالی در محدوده کمتر از nm20، طول آن در محدودهnm 200-400 و راندمان تولیدش 53% گزارش شده که قابل مقایسه با نانو سلولز کریستالی حاصل از منابع چوبی و دیگر زیست توده هاست. این محصول قابلیت بکار بردن در انواع کاربردهای نظامی اعم از کامپوزیت های مقاوم و سبک، سطوح دارای خصوصیت ضدخوردگی و پانسمان را دارد.

    کلیدواژگان: نانو سلولز کریستالی، پالپ چغندرقند، خمیرسازی سودا- آنتراکینون، هیدرولیز اسیدی
  • محمدرضا سلیمی، امیرحمزه فرج الهی، امیرحسین محسنی کفشگر کلائی، محسن ابراهیمی، محمود ایوبی صفحات 271-282

    چترهای ریبونی عموما به عنوان کاهنده های سرعت و یا پایدارساز برای محموله های پرسرعت و هواپیماها مورد استفاده قرار می-گیرند. در مقاله حاضر یک چتر ریبونی مسطح برای کاهش سرعت یک محموله هوایی مشخص طراحی و با استفاده از مجموعه ای از نرم افزارها بارهای ایرودینامیکی و سازه ای وارد بر آن محاسبه می شود. جنس چتر طراحی شده نایلون 66 بوده، قطر پرباد شده آن 2/1 متر و دارای 8 قطاع می باشد. نیروهای آیرودینامیکی، توزیع فشار و تنش در چهار سرعت 40، 80، 100 و 120 متر برثانیه محاسبه شده و بر این اساس نقاط حساس از نظر توزیع تنش مشخص شده اند. نتایج حاصل نشان می دهد که محل اتصال بندهای تعلیق به پارچه بیشترین میزان تنش و جابجایی ناشی از اعمال بارهای ایرودینامیکی را بخود اختصاص می دهد.

    کلیدواژگان: چتر ترمزی ریبونی، طراحی، شبیه سازی عددی، توزیع فشار، توزیع تنش
|
  • Ali Fayzi, korosh dadashtabar, amin tohidi far Pages 215-227

    Since providing and increasing security in special and public places has always been the focus of everyone in various fields, many measures such as installing surveillance cameras and placing officers on the spot have been taken to provide and increase security in public places such as schools, universities, offices, and so on. Because these cameras detect suspicious activity by human operators, factors such as distraction, lack of awareness, fatigue, and a variety of other factors can affect the quality of surveillance; however, the firearms detection system detects and identifies defined weapons automatically. They can send special messages to military and security officials in a timely manner. In this paper, the Yolo version 5 algorithm is used to detect and track firearms (pistols) and cold weapons (knives), and the Deepsort algorithm is used for tracking. The article investigates the system's performance. Finally, after training with a special data set of firearms and cold steel, the proposed system performs firearms and cold steel detection operations with 99.50 percent accuracy. Furthermore, the proposed system has provided adequate accuracy in terms of scale, rotation, and obstruction.

    Keywords: Computer vision, Deep learning, Object detection, Object Tracking, Deep neural networks, Firearm detection
  • AliReza Zarei, Mehdi Mozafarzadeh Pages 229-237

    Use of microwave absorbers and radar-absorbing materials is one of the growing needs in military and civilian applications. Weight reduction, improvement of absorbing characteristics, high microwave absorption and wide operating bandwidths are important issues in absorbing materials. One of the most suitable compounds is nanocomposite of carbon nanotubes/magnetic metals. In this work, nanocomposites of carbonyl iron (CI) and multi-walls carbon nanotubes (MWCNT) with different %Wt via homogeneously mixing with paraffin were prepared and their microwave absorbing properties were investigated in the frequency range of 8-18 GHz. SEM and XRD images of nanocomposites showed uniform dispersion of MWCNT and CI particles in the matrix. Also, the results of wave absorption showed that by increasing of iron carbonyl respect to carbon nanotubes and the formation of carbon nanotube-based nanocomposite absorbers, the absorption and absorption bandwidth increase. For the nanocomposite containing 70% by weight of carbonyl iron, the highest amount of reflection loss was 11.33 dB at the frequency of 18 GHz. Also, in the bandwidth of 10.1 GHz to 18 GHz, the amount of reflection loss was obtained more than 4 dB.

    Keywords: Nanocomposite, Carbon nanotube, Multi-walled carbon nanotubes, Carbonyl iron, Microwave absorbers
  • seied ahmad hosseini, ali foroughi, sajjad peymani forushani Pages 239-250

    Conventional Analysis of Reinforced Concrete Slabs under blast load requires a long process. This process, in addition to being time consuming, does not determine the extent to which the geometric parameters of the slab are loaded. To overcome this problem, in this study, by Analyzing 351 different concrete slabs under blast load by LS-DYNA software, the maximum Deflection, its corresponding arrival time and Slab Stiffness were recorded. Then, by using the genetic algorithm method, by processing the data related to the maximum Deflection and its time, a direct relationship between the calculation of these parameters was extracted. Considering the nature of the relationship extracted from the Response Surface Method, the coefficients of the relationship variables presented for stiffness determined the importance of each variable in the stiffness of the slab. Finally, the cosine amplitude method has been used to determine the maximum sensitivity of the slab to geometric parameters and loading. The results of this study show that the explosive distance parameter (R) has the most effect and the cross-sectional variable of steel (AS) has the least effect on the maximum slab deflection. It has the maximum effect at the time of reaching the maximum deflection.

    Keywords: Dynamic Analysis, Reinforced Concrete Slab, Blast load, Deflection, Genetic Algorithm, Response Surface Method, Finite Elements, Stiffness
  • Aref Zamani, Roohollah Khoshkhoo, GholamReza Hashemzadeh Pages 251-262

    Scientists and researchers have more attention plasma actuators, especially corona plasma actuators as propulsion system, due to their low power consumption, no moving part, silent, high efficiency and infrared waves. An example of corona discharge applications is lifters. In this research, triangular, square and three sides’ with a common vertex models with a common vertex were designed and built. Then, the parameters of electric power, effectiveness coefficient and thrust in the discharge of positive and negative coronas were investigated in the experimental study. The results of the research show that in all three models, the relationship between voltage changes and thrust in positive and negative coronas is almost linear, and increasing the amount of voltage causes an increase thrust. But the relationship between voltage and electric power in all three models in positive and negative coronas is parabolic. The highest amount of thrust in both positive and negative coronas was related to the square model and then the three sides’ model with a common vertex. Finally, the highest effectiveness coefficient in the positive corona is related to the square model and then the three sides’ model with a common vertex, and in the negative corona, it is related to the square model and the triangular model, respectively

    Keywords: Lifter, Design, Manufacture, Corona Plasma Actuator, Ionic Wind
  • Seyed Meisam Fatemi, Seyed Morteza Robatjazi, AliReza Zarei, Seyed Ghorban Hosseini Pages 263-270

    Cellulose nanocrystal is a functional material because of its properties like high specific surface ratio, high crystallinity, and good mechanical and optical properties. It has emerged as a new material class for advanced military products such as bulletproof vests, fire-resistant materials, propellants, and electronic products. In this study, high purity cellulose was extracted from sugar beet pulp by soda-anthraquinone pulping method and bleached to remove maximum hemicellulose and lignin. Then cellulose nanocrystal was produced from extracted cellulose with 64% sulfuric acid. The resulting crystalline nanocellulose was characterized using X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transforms infrared spectroscopy (FTIR), and Thermogravimetric analysis (TGA). Transmission electron microscopy analysis confirmed the presence of cellulose nanocrystal. Hydrolysis with concentrated sulfuric acid increased the crystallization of bleached cellulose and reduced its size to the nanoscale. The diameter of cellulose nanocrystal was less than 20 nm, the length was in the 200-400 nm range, and the production yield was 53%, which is comparable to cellulose nanocrystal from wood and other biomass sources. This product can be used in various military applications, including durable and lightweight composites, surfaces with anti-corrosion properties, and bandages.

    Keywords: Crystalline nanocellulose, Sugar beet pulp, Soda-anthraquinone pulping, Acid hydrolysis
  • mohammadreza salimi, amirhamzeh farajollahi, amirhosein mohsenikafshgarkolaei, Mohsen Ebrahimi, mahmood ayoobi Pages 271-282

    Ribbon parachutes are used for speed reduction and stabilization of high-speed payloads and aircrafts. In the present research, a ribbon parachute is designed for air-dropped payload recovery and simulated by using multiple engineering softwares to analyze aerodynamic loads and structural stresses. The canopy is made from nylon 66; its deployed diameter is equal to 1.2 m and consists of 8 gores. The aerodynamic loads, pressure, and structural stress distributions are computed in four different free stream velocities of 40, 80, 100, and 120 (m/s). Based on these results, the most critical point on canopy structure is designated. The results show that the location where the suspension lines are attached to the fabric has the highest amount of tension and displacement due to the aerodynamic loads.

    Keywords: Ribbon Parachute, Design, Numerical Simulation, Pressure Distribution, Stress Distribution