Simulación y Aplicación de un Nuevo Sistema de Prueba de Ablación de Flujo Multifásico para Materiales de Protección Térmica Basado en Motores de Cohete Líquido
Autores: Su, Qingdong; Zha, Bailin; Wang, Jinjin; Yan, Mingxia; Gao, Yong; Sun, Zhensheng; Huang, Weifeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Simulación y Aplicación de un Nuevo Sistema de Prueba de Ablación de Flujo Multifásico para Materiales de Protección Térmica Basado en Motores de Cohete Líquido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Campo de flujo
Ablación
Método de simulación de sistemas
Rango de temperatura
Rango de presión
Tasa de ablación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
La ablación del campo de flujo interno es un tema importante en los materiales de protección térmica para motores de cohetes y vehículos hipersónicos. En este documento, se diseña y fabrica un nuevo sistema de prueba de ablación de flujo multifásico, con un dispositivo de entrega de partículas de AlO basado en un motor de cohete líquido de oxígeno-queroseno. Se propone un método general de simulación de sistema modular de precisión variable para analizar las características dinámicas del sistema. Además, se realizó una prueba única de ablación del campo de flujo interno en el compuesto C/C 4D simulando las condiciones de trabajo del SRM. Los resultados muestran que el sistema puede proporcionar un amplio rango de temperatura (756~3565 K) y un rango de presión (0.2~4.2 MPa). El método de simulación dinámica de sistema de precisión variable multidisciplinario es útil para un diseño y análisis de prueba más precisos, y el error máximo es inferior al 5%. Las pruebas de ablación muestran que la tasa de ablación lineal de la boquilla de compuesto C/C a 3380 K y 1 MPa es de 0.053 mm/s, verificando el efecto combinado de la ablación termoquímica y mecánica. El entorno de ablación es controlable, lo que proporciona una forma efectiva para la prueba de ablación de materiales de protección térmica. Además, el método de simulación dinámica de precisión variable tiene un importante valor de referencia para el diseño de sistemas relacionados con motores de cohete líquido.
Descripción
La ablación del campo de flujo interno es un tema importante en los materiales de protección térmica para motores de cohetes y vehículos hipersónicos. En este documento, se diseña y fabrica un nuevo sistema de prueba de ablación de flujo multifásico, con un dispositivo de entrega de partículas de AlO basado en un motor de cohete líquido de oxígeno-queroseno. Se propone un método general de simulación de sistema modular de precisión variable para analizar las características dinámicas del sistema. Además, se realizó una prueba única de ablación del campo de flujo interno en el compuesto C/C 4D simulando las condiciones de trabajo del SRM. Los resultados muestran que el sistema puede proporcionar un amplio rango de temperatura (756~3565 K) y un rango de presión (0.2~4.2 MPa). El método de simulación dinámica de sistema de precisión variable multidisciplinario es útil para un diseño y análisis de prueba más precisos, y el error máximo es inferior al 5%. Las pruebas de ablación muestran que la tasa de ablación lineal de la boquilla de compuesto C/C a 3380 K y 1 MPa es de 0.053 mm/s, verificando el efecto combinado de la ablación termoquímica y mecánica. El entorno de ablación es controlable, lo que proporciona una forma efectiva para la prueba de ablación de materiales de protección térmica. Además, el método de simulación dinámica de precisión variable tiene un importante valor de referencia para el diseño de sistemas relacionados con motores de cohete líquido.