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Caracterización de la Tasa de Ablación de la Boquilla Basada en un Sistema de Escaneo Láser 3D

Autores: Zhang, Kaining; Wang, Chunguang; Li, Qun; Wang, Zhihong

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Caracterización de la Tasa de Ablación de la Boquilla Basada en un Sistema de Escaneo Láser 3D


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Boquilla
Tasa de ablación
Sistema de escaneo láser 3D
Presión
Temperatura
Coeficiente de transferencia de calor por convección

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 21

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La boquilla del motor de cohete sólido (SRM) se abla fácilmente debido a la alta temperatura, alta presión, alta velocidad y partículas corrosivas, lo que afecta la estabilidad del vuelo del cohete. Por lo tanto, la medición y caracterización de la tasa de ablación de la boquilla son útiles para proporcionar orientación en el diseño del material y la estructura de la boquilla. Sin embargo, debido a la alta rugosidad superficial de la boquilla compuesta después de la ablación, es difícil obtener una tasa de ablación precisa mediante métodos de medición por contacto. El sistema de escaneo láser 3D es una tecnología de medición no contactada que utiliza tecnología de luz estructurada, tecnología de medición de fase y tecnología de visión por computadora. Tiene las ventajas de ser no contactado, tener un gran tamaño de escaneo, flexibilidad y portabilidad. En este documento, se lleva a cabo una reconstrucción 3D de la boquilla de ablación basada en el sistema de escaneo láser 3D. Además, se mide la tasa de ablación de la boquilla sin cortar la muestra real. Además, las tendencias de presión, temperatura y coeficiente de transferencia de calor convectivo en la superficie se calculan numéricamente y se comparan con la tasa de ablación. Adicionalmente, la fórmula empírica entre la tasa de ablación y la presión, temperatura y coeficiente de transferencia de calor convectivo se obtiene empíricamente mediante el método de análisis inverso. La fórmula empírica puede proporcionar orientación teórica para el diseño y optimización del tamaño de la boquilla. Los resultados muestran que el sistema de escaneo láser 3D no contactado es un método valioso para reconstruir el modelo de la boquilla ablada, y la fórmula empírica de la tasa de ablación puede predecir con precisión la tasa de ablación de la boquilla.

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