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Estudio sobre el mecanismo de ablación de la primera capa de aislamiento en un motor cohete sólido de doble pulso

Autores: Zhang, Kaining; Wang, Chunguang; Tian, Weiping

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Estudio sobre el mecanismo de ablación de la primera capa de aislamiento en un motor cohete sólido de doble pulso


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Simulación numérica
Investigación experimental
Mecanismo de ablación
Capa de aislamiento
Motor cohete sólido de doble pulso
Velocidad de fase gaseosa

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En este trabajo, se llevaron a cabo simulaciones numéricas e investigaciones experimentales sobre el mecanismo de ablación de la capa de aislamiento del primer pulso (pulso I) en un motor cohete sólido de doble pulso (SRM). En primer lugar, basándose en el entorno térmico interno del SRM de doble pulso típico, se simuló numéricamente el campo de flujo interno en la cámara de combustión del SRM de doble pulso con un dispositivo de separación de pulso de tipo suave (PSD) bajo las condiciones de trabajo del segundo pulso. Los resultados mostraron que la principal razón de la diferencia de ablación en la capa de aislamiento del pulso I fue la diferencia de la velocidad de fase gaseosa. En segundo lugar, basándose en los resultados del análisis de simulación, se desarrolló el sistema experimental para la ablación de la capa de aislamiento, y se llevaron a cabo experimentos de rendimiento de ablación bajo dos velocidades de fase gaseosa. Se encontró que se había formado una capa carbonizada quebradiza en la superficie de la capa de aislamiento después de completar el trabajo del pulso I. Además, al inicio del trabajo del pulso, el flujo de gas generado repentinamente tuvo un efecto de desnudación sobre la capa carbonizada, lo que consumió una parte de la capa carbonizada. Después de que la capa carbonizada fue despojada, el flujo de gas continuó ablando la matriz de la capa de aislamiento. Finalmente, se llevó a cabo el análisis de simulación del proceso de ablación de la capa de aislamiento bajo dos velocidades de fase gaseosa. Los resultados mostraron que la velocidad del gas combustible es el principal factor que afecta la tasa de ablación de la capa de aislamiento, lo que fue consistente con los resultados experimentales. Se ha demostrado que el modelo puede utilizarse para estimar la cantidad de ablación del aislamiento del motor cohete sólido. La conclusión puede proporcionar una referencia significativa para el diseño de protección térmica interna del SRM de doble pulso.

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