Investigación de la Estabilidad del Rendimiento de un Sistema de Propulsión de Cohete Híbrido Nytrox
Autores: Wei, Shih-Sin; Hsu, Jui-Cheng; Tso, Hsi-Yu; Wu, Jong-Shinn
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación de la Estabilidad del Rendimiento de un Sistema de Propulsión de Cohete Híbrido Nytrox
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
óxido nitroso
Cohetes híbridos
Nytrox
Oxidante
Variaciones de temperatura
Empuje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
El óxido nitroso es un oxidante altamente adecuado para cohetes híbridos debido a sus propiedades de auto-presurización, costo moderado y alta accesibilidad. Sin embargo, su presión de vapor y densidad dependen en gran medida de la temperatura ambiente, lo que requiere una cuidadosa consideración de las variaciones de temperatura en aplicaciones reales. Para mitigar este problema, se produjo un oxidante llamado Nytrox al agregar una pequeña fracción de oxígeno al óxido nitroso a granel. Esta modificación permite que el sistema de propulsión del cohete híbrido mantenga un empuje promedio casi constante y un impulso total a través de un amplio rango de temperaturas ambientales. Una serie de pruebas de fuego caliente de 7 s de un pequeño motor de cohete híbrido Nytrox/polipropileno que opera a ~60 barA de presión de tanque en funcionamiento demostró un empuje promedio consistente de 45.3 +/- 0.7 kgf y un impulso total de 307.6 +/- 3.9 kgf·s dentro de un rango de temperatura de NO de 5.9-22.6 grados C, en comparación con valores altamente variables del NO/polipropileno dentro de un rango de temperatura de NO de 10.8-29.8 grados C. Además, el impulso específico del motor de cohete híbrido Nytrox aumenta ligeramente con la disminución de la temperatura debido a la creciente cantidad de oxígeno añadido que beneficia la combustión para generar el empuje.
Descripción
El óxido nitroso es un oxidante altamente adecuado para cohetes híbridos debido a sus propiedades de auto-presurización, costo moderado y alta accesibilidad. Sin embargo, su presión de vapor y densidad dependen en gran medida de la temperatura ambiente, lo que requiere una cuidadosa consideración de las variaciones de temperatura en aplicaciones reales. Para mitigar este problema, se produjo un oxidante llamado Nytrox al agregar una pequeña fracción de oxígeno al óxido nitroso a granel. Esta modificación permite que el sistema de propulsión del cohete híbrido mantenga un empuje promedio casi constante y un impulso total a través de un amplio rango de temperaturas ambientales. Una serie de pruebas de fuego caliente de 7 s de un pequeño motor de cohete híbrido Nytrox/polipropileno que opera a ~60 barA de presión de tanque en funcionamiento demostró un empuje promedio consistente de 45.3 +/- 0.7 kgf y un impulso total de 307.6 +/- 3.9 kgf·s dentro de un rango de temperatura de NO de 5.9-22.6 grados C, en comparación con valores altamente variables del NO/polipropileno dentro de un rango de temperatura de NO de 10.8-29.8 grados C. Además, el impulso específico del motor de cohete híbrido Nytrox aumenta ligeramente con la disminución de la temperatura debido a la creciente cantidad de oxígeno añadido que beneficia la combustión para generar el empuje.