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Efecto de la Combustión Penetrativa en la Tasa de Regresión del Combustible de Cohete Híbrido Impreso en 3D

Autores: Yu, Xiaodong; Yu, Hongsheng; Zhang, Wei; DeLuca, Luigi T.; Shen, Ruiqi

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Efecto de la Combustión Penetrativa en la Tasa de Regresión del Combustible de Cohete Híbrido Impreso en 3D


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Impresión 3D
Rendimiento de combustión
Estructura en forma de rejilla
Acrilonitrilo-butadieno-estireno
Tasa de regresión
Densidad de empaquetamiento

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 32

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La fabricación de impresión 3D se utiliza para fabricar granos de combustible de cohete híbrido que presentan una estructura especial en forma de rejilla para controlar el rendimiento de la combustión. Se observó un mecanismo de combustión penetrativa innovador, capaz de afectar la tasa de regresión, durante la combustión de granos de baja densidad de empaque. La fabricación por impresión 3D se implementó utilizando material de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) para aclarar este mecanismo y el rendimiento de combustión correspondiente. Se prepararon combustibles con estructuras en forma de rejilla y diferentes densidades de empaque para evaluar los efectos de la combustión penetrativa en el rendimiento de combustión del combustible. La descomposición térmica del ABS se analizó mediante análisis espectroscópico infrarrojo (FTIR) y análisis termogravimétrico-escaneo térmico diferencial (TG-DSC). La estructura interna de los granos de ABS se observó mediante tomografía computarizada micro 3D de alta resolución (CT). Todos los granos de combustible se quemaron en un quemador radial híbrido 2D, lo que permitió visualizar el proceso de combustión y evaluar los parámetros balísticos. Los resultados experimentales sugieren que el proceso de combustión de los granos porosos de ABS incluye dos regímenes, ambos con una tasa de regresión aumentada. En el régimen normal de combustión capa por capa, las tasas de regresión del 100% y 90% de ABS aumentaron en un 29.6% y un 38.1%, respectivamente, en comparación con el ABS sólido que fue fabricado por un torno de control numérico computarizado (CNC). En el régimen de combustión volumétrica liderada por fracturas, la adquisición de datos es más difícil, pero se observa nuevamente que la tasa de regresión aumenta a medida que disminuye la densidad de empaque.

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