La simulación transitoria tridimensional de granos en forma de cruz en motores cohete híbridos
Autores: Meng, Xiangyu; Huang, Huihuang; Chen, Yifei; Yao, Mingsen; Wang, Jianyuan; Tian, Hui
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
La simulación transitoria tridimensional de granos en forma de cruz en motores cohete híbridos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Entrada de la nave espacial
Desaceleración
Aterrizaje
Motor de cohete híbrido
Ajustes de empuje
Parámetros de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
El proceso de entrada, desaceleración, aterrizaje y ascenso de naves espaciales requiere un alto impulso específico, alta fiabilidad y ajustes de empuje de alta precisión para el sistema de potencia. El nuevo motor de cohete híbrido adopta un grano de forma compleja y un propelente de alta energía, ofreciendo características de alta energía, empuje ajustable de manera continua, un sistema de entrega de oxidante relativamente simple y alta fiabilidad, lo que lo convierte en una opción de potencia ideal para los sistemas mencionados. Sin embargo, debido a los cambios en la estructura característica del proceso de degradación de la superficie de llama tridimensional compleja, es difícil predecir con precisión el rendimiento del motor. En este estudio, se presentan los cambios en la estructura del campo de flujo y los parámetros de rendimiento durante la operación del motor de cohete híbrido de grano en forma de cruz utilizando tecnología de reconstrucción de superficie de combustible basada en una malla dinámica. Se analiza la distribución espacial de la superficie del combustible y se verifica la precisión del modelo a través de pruebas de disparo. Los resultados muestran que las desviaciones de la presión de la cámara de combustión y del empuje son inferiores al 0.6% y al 1.7%, respectivamente. Después de la prueba, la desviación entre el área del puerto simulada y el área del puerto escaneada por CT es inferior al 3.5%. La precisión de este modelo se verifica en términos de los dos aspectos anteriores, estableciendo una base sólida para predecir el rendimiento de futuros motores de cohete híbridos con granos de forma más compleja.
Descripción
El proceso de entrada, desaceleración, aterrizaje y ascenso de naves espaciales requiere un alto impulso específico, alta fiabilidad y ajustes de empuje de alta precisión para el sistema de potencia. El nuevo motor de cohete híbrido adopta un grano de forma compleja y un propelente de alta energía, ofreciendo características de alta energía, empuje ajustable de manera continua, un sistema de entrega de oxidante relativamente simple y alta fiabilidad, lo que lo convierte en una opción de potencia ideal para los sistemas mencionados. Sin embargo, debido a los cambios en la estructura característica del proceso de degradación de la superficie de llama tridimensional compleja, es difícil predecir con precisión el rendimiento del motor. En este estudio, se presentan los cambios en la estructura del campo de flujo y los parámetros de rendimiento durante la operación del motor de cohete híbrido de grano en forma de cruz utilizando tecnología de reconstrucción de superficie de combustible basada en una malla dinámica. Se analiza la distribución espacial de la superficie del combustible y se verifica la precisión del modelo a través de pruebas de disparo. Los resultados muestran que las desviaciones de la presión de la cámara de combustión y del empuje son inferiores al 0.6% y al 1.7%, respectivamente. Después de la prueba, la desviación entre el área del puerto simulada y el área del puerto escaneada por CT es inferior al 3.5%. La precisión de este modelo se verifica en términos de los dos aspectos anteriores, estableciendo una base sólida para predecir el rendimiento de futuros motores de cohete híbridos con granos de forma más compleja.