Características de los Productos de Combustión Condensados de los Propulsores HTPB/AP/Al bajo Condiciones de Motores Cohetes Sólidos
Autores: Liu, Xue-Li; Hu, Song-Qi; Liu, Lin-Lin; Zhang, Yan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Características de los Productos de Combustión Condensados de los Propulsores HTPB/AP/Al bajo Condiciones de Motores Cohetes Sólidos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Productos de combustión
Propulsores aluminizados
CCPs
Morfologías microscópicas
Distribuciones de tamaño de partículas
Composiciones químicas
Licencia
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Citaciones: Sin citaciones
Los productos de combustión condensados (CCPs) generados durante la combustión de propulsores aluminizados pueden reflejar información invaluable sobre los mecanismos de combustión de los propulsores. Se recolectaron CCPs de propulsores de poli(butadieno) terminado en hidroxilo/perclorato de amonio/aluminio (HTPB/AP/Al) utilizando un aparato experimental capaz de controlar las fluctuaciones de presión dentro de 0.3 MPa, y sus morfologías microscópicas, distribuciones de tamaño de partículas y composiciones químicas fueron caracterizadas utilizando un microscopio electrónico de barrido (SEM), un analizador de tamaño de partículas por láser, espectroscopía de energía dispersiva (EDS), difracción de rayos X (XRD) y titulación complejométrica. Los resultados mostraron que el tamaño de los CCPs presentó una distribución bimodal, con modos en ~5 um y ~100 um; las partículas de menos de 2 um eran esféricas, con superficies lisas. Los componentes principales de los CCPs eran C, AlN, AlCl, AlO, FeO y Al, siendo AlO el más abundante. La eficiencia de combustión del aluminio aumentó en un 3.27% cuando el tamaño de las partículas de aluminio virgen disminuyó de 23 um a 13 um, pero el contenido de catoceno (un catalizador de tasa de combustión) y AP fino (1 um) tuvo poco efecto en la eficiencia de combustión. Se pueden lograr mayores eficiencias de combustión y tamaños de aglomeración más pequeños a presiones más altas, debido a la correlación positiva entre la presión y las fuerzas impulsoras para que las partículas de aluminio exciten la superficie de combustión.
Descripción
Los productos de combustión condensados (CCPs) generados durante la combustión de propulsores aluminizados pueden reflejar información invaluable sobre los mecanismos de combustión de los propulsores. Se recolectaron CCPs de propulsores de poli(butadieno) terminado en hidroxilo/perclorato de amonio/aluminio (HTPB/AP/Al) utilizando un aparato experimental capaz de controlar las fluctuaciones de presión dentro de 0.3 MPa, y sus morfologías microscópicas, distribuciones de tamaño de partículas y composiciones químicas fueron caracterizadas utilizando un microscopio electrónico de barrido (SEM), un analizador de tamaño de partículas por láser, espectroscopía de energía dispersiva (EDS), difracción de rayos X (XRD) y titulación complejométrica. Los resultados mostraron que el tamaño de los CCPs presentó una distribución bimodal, con modos en ~5 um y ~100 um; las partículas de menos de 2 um eran esféricas, con superficies lisas. Los componentes principales de los CCPs eran C, AlN, AlCl, AlO, FeO y Al, siendo AlO el más abundante. La eficiencia de combustión del aluminio aumentó en un 3.27% cuando el tamaño de las partículas de aluminio virgen disminuyó de 23 um a 13 um, pero el contenido de catoceno (un catalizador de tasa de combustión) y AP fino (1 um) tuvo poco efecto en la eficiencia de combustión. Se pueden lograr mayores eficiencias de combustión y tamaños de aglomeración más pequeños a presiones más altas, debido a la correlación positiva entre la presión y las fuerzas impulsoras para que las partículas de aluminio exciten la superficie de combustión.