طراحی، ساخت، و آزمایش یک موتور هیبرید پراکسید هیدروژنHTPB-

نویسندگان

سازمان فضایی ایران - پژوهشکده سامانه های حمل و نقل فضایی

چکیده

کاربرد پراکسید هیدروژن به عنوان یک اکسنده در یک موتور هیبریدی آزمایشگاهی به همراه پلیمر HTPBبه عنوان سوخت مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا با انجام مطالعات ترموشیمیایی این پیشرانه، محدوده کاری ترکیبات مختلف آن تعیین گردید. سپس یک موتور آزمایشگاهی هیبریدی با تولید نیروی پیشران در حدود 10 کیلوگرم طراحی و ساخته شد. پراکسید هیدروژن تجاری حاوی پایدارکننده موجود در بازار ایران، پس از طی فرآیند ویژه‌ای به پیشرانه با غلظت 90 درصد و ناخالصی کمتر از ppm15فرآوری گردید. به منظور راه‌اندازی موتور از راه‌انداز کاتالیستی استفاده گردید.بررسی‌ها نشان داد نحوه معرفی اکسنده به بستر کاتالیستی نقش موثری بر کیفیت عملکرد این سیستم دارد. به همین منظور کیفیت پاشش اکسنده در دبی‌های مختلف بررسی شد. در یک آزمایش موفق عملکرد موتور هیبرید ساخته شده با سوخت HTPBبررسی گردید. نتایج حاصل از آزمایش، از قبیل فشار و سرعت مشخصه با مقادیر پیش‌بینی تئوری مقایسه شده است. همچنین به کمک داده‌های تجربی مشخصات عملکردی موتور از جمله نرخ پسروی تعیین و با مقادیر متداول آن مقایسه گردیده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design, Manufacture and Experimental Study of a Hydrogen Peroxide-HTPB Hybrid Rocket Motor

نویسندگان [English]

  • حجت قاسمی
  • محمد ندافی پور میبدی
  • کیوان شعبانی لاکه
  • عیسی اصغری
  • ابراهیم زنجیریان
چکیده [English]

The application of the hydrogen peroxide as the oxidizer of a HTPB-based prototype hybrid motor is investigated in this paper. First of all, by studying the thermochemical characteristics of the propellant,operation range of different compositions is defined. A prototype hybrid motor is then designed and manufactured, which is able to produce 10 kg propellant thrust. Conducting a special procedure available stabilized commercial hydrogen peroxide is processed and converted to a 90% density propellant which has less than 15 ppm tainting. A catalytic igniter is used in order to fire the motor. It was observed that the approach of employing the oxidizer to the catalyst bed is highly effective on the quality of the system performance. So, the injection quality of the oxidizer was investigated for different mass flow rates. The performance of the hybrid motor by HTTPB fuel is studied in a successful experimental test. The results of the test including the pressure and characteristic velocity are compared with the predicted theoretical simulations. Moreover, the performance specifications of the motor like the regression rate are determined and compared with the similar researches.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hybrid motor
  • Hydrogen peroxide
  • HTPB
  • Catalyst igniter
  • Green propulsion