Avaliação experimental da queima de parafina e óxido nitroso em motores híbridos / Avaliação experimental da queima de parafina e óxido nitroso em motores híbridos

AUTOR(ES)

Artur Elias de Morais Bertoldi

DATA DE PUBLICAÇÃO

2007

RESUMO

Este trabalho descreve um estudo experimental do desempenho de motores de foguetes híbridos usando o par propelente parafina - óxido nitroso (N2O). O objetivo principal é propor uma lei de regressão para este par de propelentes, determinando-se as suas constantes de regressão. A motivação para o estudo reside no crescente interesse pela tecnologia híbrida em função da sua segurança, simplicidade, desempenho, baixo custo e baixa emissão de poluentes, principalmente em comparação com a tecnologia dos foguetes a propelentes sólidos. No entanto, a baixa taxa de regressão do combustível sempre foi um fator de limitação para os foguetes híbridos, mas recentemente foi identificada uma classe de parafina que apresenta taxa de queima três a quatro vezes superiores as taxas dos combustíveis híbridos tradicionais, tais como o HTPB (polibutadieno hidroxilado). Nesse contexto foi desenvolvida uma série de testes experimentais e propostas leis de regressão para o par propelente parafina N2O em dois casos específicos. Foi analisado o desempenho de um motor híbrido de 250 N considerando dois sistemas de injeção de oxidante: um sistema de injeção direta através da utilização de um injetor de furos passantes e um sistema de injeção pressure-swirl (vortical pressurizado). Uma précâmara de mistura foi utilizada para analisar as oscilações de pressão na câmara de combustão do motor e foram discutidas as condições que levam à redução, ou à omissão em alguns casos, do uso de uma pré-câmara. Ao final foi desenvolvida uma placa injetora composta de nove injetores swirl-atomizado que possibilitou promover a ignição e manter a queima estável para altos fluxos de massa (em torno de 150g/cm2s), acima do valor tradicional aceito como limite superior para o HTPB ( ≅ 56g cm2s). Com essa configuração de injeção de oxidante foi possível observar taxas de regressão com valores acima de 9mm s .

ASSUNTO(S)

estado da taxa de regresso foguetes híbridos engenharia mecanica combustão da parafina propulsão aeroespacial

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