Investigación Experimental de un Motor Cohete Híbrido de Tipo Flujo de Oxidante en Remolino Utilizando Combustible Termoplástico de Bajo Punto de Fusión y Oxígeno
Autores: Oishi, Tsuyoshi; Tamari, Mitsuru; Sakurai, Takashi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación Experimental de un Motor Cohete Híbrido de Tipo Flujo de Oxidante en Remolino Utilizando Combustible Termoplástico de Bajo Punto de Fusión y Oxígeno
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Cohetes híbridos
Combustión en la capa límite
Tasa de regresión del combustible
LT421
Combustión en flujo giratorio
Tasa de flujo másico de oxígeno
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 53
Citaciones: Sin citaciones
Los cohetes híbridos son seguros y económicos; sin embargo, la combustión en la capa límite plantea un problema para lograr una tasa de regresión del combustible equivalente a la de los propulsores sólidos. Se investigaron las condiciones fundamentales de combustión, como la tasa de regresión del combustible LT421, un combustible termoplástico de parafina de bajo punto de fusión, utilizando un método de combustión de flujo en remolino. Se realizaron pruebas de disparo utilizando la tasa de flujo másico de oxígeno y los parámetros de tiempo de combustión. El combustible LT mostró un retraso en la ignición en comparación con el polipropileno, y la presión aumentó lentamente en relación con el empuje. La presión de combustión aumentó o se mantuvo constante con el tiempo, lo que sugiere que la tasa de regresión del combustible dependía más de la tasa de flujo másico de oxígeno que del flujo másico del oxidante. La fuerza de corte generada en el grano debido al flujo en remolino causó separación del grano de combustible cuando la tasa de flujo másico de oxígeno superó los 100 g/s. La separación del grano de combustible se evitó modificando la geometría del contenedor. La máxima tasa de regresión del combustible obtenida en las pruebas fue de 4.88 mm/s a una tasa de flujo másico de oxígeno de 190 g/s y un flujo másico de 72.4 kg/(ms), que fue cuatro veces mayor que la del polipropileno a la misma tasa de flujo másico del oxidante. La correlación de la tasa de regresión del combustible se obtuvo utilizando el parámetro basado en la tasa de flujo másico de oxígeno, aunque se necesitó una modificación adicional para aplicar esta correlación cuando se variaba el tiempo de combustión.
Descripción
Los cohetes híbridos son seguros y económicos; sin embargo, la combustión en la capa límite plantea un problema para lograr una tasa de regresión del combustible equivalente a la de los propulsores sólidos. Se investigaron las condiciones fundamentales de combustión, como la tasa de regresión del combustible LT421, un combustible termoplástico de parafina de bajo punto de fusión, utilizando un método de combustión de flujo en remolino. Se realizaron pruebas de disparo utilizando la tasa de flujo másico de oxígeno y los parámetros de tiempo de combustión. El combustible LT mostró un retraso en la ignición en comparación con el polipropileno, y la presión aumentó lentamente en relación con el empuje. La presión de combustión aumentó o se mantuvo constante con el tiempo, lo que sugiere que la tasa de regresión del combustible dependía más de la tasa de flujo másico de oxígeno que del flujo másico del oxidante. La fuerza de corte generada en el grano debido al flujo en remolino causó separación del grano de combustible cuando la tasa de flujo másico de oxígeno superó los 100 g/s. La separación del grano de combustible se evitó modificando la geometría del contenedor. La máxima tasa de regresión del combustible obtenida en las pruebas fue de 4.88 mm/s a una tasa de flujo másico de oxígeno de 190 g/s y un flujo másico de 72.4 kg/(ms), que fue cuatro veces mayor que la del polipropileno a la misma tasa de flujo másico del oxidante. La correlación de la tasa de regresión del combustible se obtuvo utilizando el parámetro basado en la tasa de flujo másico de oxígeno, aunque se necesitó una modificación adicional para aplicar esta correlación cuando se variaba el tiempo de combustión.