Pruebas de fuego estáticas a pequeña escala de granos de combustible de cohete híbrido impresos en 3D producidos a partir de diferentes materiales
Autores: McFarland, Mitchell; Antunes, Elsa
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Pruebas de fuego estáticas a pequeña escala de granos de combustible de cohete híbrido impresos en 3D producidos a partir de diferentes materiales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Lanzamientos de cohetes
Impresión 3D
Motores de cohetes híbridos
Granos de combustible
Tasas de regresión
Pruebas de fuego estático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
La última década ha visto un aumento casi exponencial en el número de lanzamientos de cohetes para misiones de sondeo o para entregar cargas útiles en órbitas bajas de la Tierra. La aparición de nuevas tecnologías como el prototipado rápido, incluida la impresión 3D, está cambiando el enfoque del diseño de motores de cohetes. Este proyecto llevó a cabo una serie de pruebas de fuego estático a pequeña escala de motores de cohete híbridos fabricados por deposición fundida que fueron diseñados para explorar el rendimiento de una variedad de materiales de deposición fundida comúnmente disponibles. Estos materiales incluían acrilonitrilo butadieno estireno, acrilonitrilo estireno acrilato, ácido poliláctico (PLA), polipropileno, tereftalato de polietileno glicol, Nylon y AL (PLA con partículas de aluminio). Para probar el rendimiento de granos de combustible a pequeña escala, se diseñó y fabricó un aparato modular con una variedad de sensores. Las pruebas a pequeña escala realizaron quemas estáticas en dos granos de combustible de cada material con dimensiones iniciales de 100 mm de largo y 20 mm de diámetro con un puerto de combustión circular recto de 6 mm. El enfoque de este estudio se centró principalmente en las tasas de regresión de cada material de granos de combustible. El acrilonitrilo estireno acrilato y el Nylon mostraron las tasas de regresión más altas, mientras que las tasas de regresión del tereftalato de polietileno glicol fueron relativamente pobres. Además, el acrilonitrilo butadieno estireno y el acrilonitrilo estireno acrilato demostraron tasas de regresión relativamente altas en comparación con los combustibles híbridos existentes como el poli(butadieno) terminado en hidroxilo.
Descripción
La última década ha visto un aumento casi exponencial en el número de lanzamientos de cohetes para misiones de sondeo o para entregar cargas útiles en órbitas bajas de la Tierra. La aparición de nuevas tecnologías como el prototipado rápido, incluida la impresión 3D, está cambiando el enfoque del diseño de motores de cohetes. Este proyecto llevó a cabo una serie de pruebas de fuego estático a pequeña escala de motores de cohete híbridos fabricados por deposición fundida que fueron diseñados para explorar el rendimiento de una variedad de materiales de deposición fundida comúnmente disponibles. Estos materiales incluían acrilonitrilo butadieno estireno, acrilonitrilo estireno acrilato, ácido poliláctico (PLA), polipropileno, tereftalato de polietileno glicol, Nylon y AL (PLA con partículas de aluminio). Para probar el rendimiento de granos de combustible a pequeña escala, se diseñó y fabricó un aparato modular con una variedad de sensores. Las pruebas a pequeña escala realizaron quemas estáticas en dos granos de combustible de cada material con dimensiones iniciales de 100 mm de largo y 20 mm de diámetro con un puerto de combustión circular recto de 6 mm. El enfoque de este estudio se centró principalmente en las tasas de regresión de cada material de granos de combustible. El acrilonitrilo estireno acrilato y el Nylon mostraron las tasas de regresión más altas, mientras que las tasas de regresión del tereftalato de polietileno glicol fueron relativamente pobres. Además, el acrilonitrilo butadieno estireno y el acrilonitrilo estireno acrilato demostraron tasas de regresión relativamente altas en comparación con los combustibles híbridos existentes como el poli(butadieno) terminado en hidroxilo.