Simulación Numérica Dinámica de Motor de Cohete Híbrido con Combustible a Base de HTPB con 58% de Aditivos de Aluminio
Autores: Tian, Hui; Meng, Xiangyu; Zhu, Hao; Li, Chengen; He, Lingfei; Cai, Guobiao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Simulación Numérica Dinámica de Motor de Cohete Híbrido con Combustible a Base de HTPB con 58% de Aditivos de Aluminio
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Aluminio
Tasa de regresión
Motores de cohete híbridos
Superficie de combustión
Modelo de simulación dinámica
Tasa de ablación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La adición de aluminio (Al) al combustible es una forma efectiva de aumentar la tasa de regresión de los motores cohete híbridos (HRMs). Debido a su alta tasa de regresión, el impacto de la regresión de la superficie de combustión en el rendimiento de los HRMs no puede ser ignorado. Por lo tanto, es significativo establecer un modelo de simulación numérica dinámica para predecir el rendimiento de los HRMs. En este estudio, se estableció el modelo de simulación dinámica basado en tecnología de malla dinámica y se verificó mediante una prueba de disparo. Los resultados muestran que los resultados de la simulación coinciden bien con los resultados experimentales, y los errores de la empuje promedio y la presión de la cámara de combustión son del 3.4% y 1.4%, respectivamente. La simulación dinámica muestra que con la regresión de la superficie de combustión, el vórtice de la cámara de pre-combustión se divide en dos vórtices. El vórtice cerca de la parte delantera del grano aumentará la tasa de regresión río abajo. Los resultados muestran que la adición de Al puede mejorar claramente la tasa de regresión de los HRMs. El combustible que contiene un 58% de Al puede mejorar la tasa de regresión en un 88.8% en comparación con el combustible con poli(butadieno) terminado en hidroxilo (HTPB) puro. Además, debido a la mayor temperatura de combustión y la erosión de las partículas metálicas, la tasa de ablación de la boquilla con materiales cerámicos de carbono alcanza 0.16 mm/s. Esta investigación proporciona una referencia valiosa para el diseño y la simulación de HRMs.
Descripción
La adición de aluminio (Al) al combustible es una forma efectiva de aumentar la tasa de regresión de los motores cohete híbridos (HRMs). Debido a su alta tasa de regresión, el impacto de la regresión de la superficie de combustión en el rendimiento de los HRMs no puede ser ignorado. Por lo tanto, es significativo establecer un modelo de simulación numérica dinámica para predecir el rendimiento de los HRMs. En este estudio, se estableció el modelo de simulación dinámica basado en tecnología de malla dinámica y se verificó mediante una prueba de disparo. Los resultados muestran que los resultados de la simulación coinciden bien con los resultados experimentales, y los errores de la empuje promedio y la presión de la cámara de combustión son del 3.4% y 1.4%, respectivamente. La simulación dinámica muestra que con la regresión de la superficie de combustión, el vórtice de la cámara de pre-combustión se divide en dos vórtices. El vórtice cerca de la parte delantera del grano aumentará la tasa de regresión río abajo. Los resultados muestran que la adición de Al puede mejorar claramente la tasa de regresión de los HRMs. El combustible que contiene un 58% de Al puede mejorar la tasa de regresión en un 88.8% en comparación con el combustible con poli(butadieno) terminado en hidroxilo (HTPB) puro. Además, debido a la mayor temperatura de combustión y la erosión de las partículas metálicas, la tasa de ablación de la boquilla con materiales cerámicos de carbono alcanza 0.16 mm/s. Esta investigación proporciona una referencia valiosa para el diseño y la simulación de HRMs.