Проєктування та оптимізація гібридного газогенератора для наддуву баку з перекисом водню
Ключові слова:
Система наддуву, Перекис водню (H₂O₂), Гібридний газогенератор, Управління співвідношенням окислювача до палива (O/F)Анотація
Мета. Це дослідження розглядає систему наддуву для баків з перекисом водню за допомогою гібридного газогенератора, який працює на рідкому кисні та твердому паливі. Метою системи є підвищення ефективності та надійності гібридного ракетного двигуна шляхом стабілізації тиску в баку з окиснювачем. Розглядаються застосування в космічній та оборонній галузях, де важливі продуктивність і безпека. Технічні параметри та ефективність системи оцінюються з огляду на проєктування, матеріали та процеси горіння. Дизайн / Метод / Підхід. Дослідження поєднує експериментальні методи та теоретичне моделювання для вивчення параметрів гібридного газогенератора та системи наддуву. Моделюються теплові навантаження, тиск у баку та реакції горіння. Для оцінки довговічності проводиться аналіз ерозії та ефективності охолодження. Результати. Система ефективно підтримує стабільний тиск у баку з перекисом водню, забезпечуючи безперервну подачу окиснювача. Керамічні покриття та жаростійкі матеріали зменшують ерозію, а контроль подачі рідкого кисню оптимізує горіння. Додавання алюмінію до палива збільшує питимий імпульс на 25 секунд. Теоретичне значення. Це дослідження розширює знання про гібридні системи в ракетних двигунах та демонструє ефективність перекису водню як окиснювача. Гібридні газогенератори показують потенціал у підвищенні продуктивності та надійності ракетних систем для космічних і оборонних застосувань. Практичне значення. Система може забезпечити більш надійні та багаторазові ракетні двигуни для маневрування, з можливим застосуванням у комерційних та наукових місіях, де важливі безпека та економічність. Оригінальність / Цінність. Дослідження представляє новий підхід до гібридного газогенератора з використанням перекису водню, показуючи, як інноваційні матеріали підвищують надійність та ефективність ракетних систем. Результати корисні для інженерів, які прагнуть вдосконалити космічні та оборонні системи. Обмеження дослідження / Майбутні дослідження. Поточна робота обмежується лабораторними умовами та теоретичним аналізом. Майбутні дослідження можуть включати експерименти в реальних умовах та оптимізацію системи охолодження для тривалого використання. Тип статті. Технічна нотатка.
Завантажити
Посилання
Cantwell, B., Karabeyoglu, A., & Altman, D. (2010). Recent advances in hybrid propulsion. International Journal of Energetic Materials and Chemical Propulsion, 9(4), 305–326. https://doi.org/10.1615/intjenergeticmaterialschemprop.v9.i4.20
Carmicino, C., & Russo Sorge, A. (2015). Experimental investigation into the effect of solid-fuel additives on hybrid rocket performance. Journal of Propulsion and Power, 31(2), 699-713. https://doi.org/10.2514/1.B35383
Claflin, S. E., & Beckman, A. W. (1989). Hybrid propulsion technology program: Phase 1, volume 4 (No. RI/RD89-261-VOL-4). https://ntrs.nasa.gov/citations/19910000801
Glaser, C., Hijlkema, J., & Anthoine, J. (2023). Bridging the technology gap: Strategies for hybrid rocket engines. Aerospace, 10(10), 901. https://doi.org/10.3390/aerospace10100901
Kamps, L., Hirai, S., & Nagata, H. (2021). Hybrid rockets as post-boost stages and kick motors. Aerospace, 8(9), 253. https://doi.org/10.3390/aerospace8090253
Meng, X., Tian, H., Niu, X., Zhu, H., Gao, J., & Cai, G. (2024). Long-Duration Dynamic Numerical Simulation of Combustion and Flow in Hybrid Rocket Motors Considering Nozzle Erosion. Aerospace, 11(4), 318. https://doi.org/10.3390/aerospace11040318
Shih-Sin, W., Meng-Che, L., Lai, A., Chou, T. H., & Jong-Shinn, W. (2024). A Review of Recent Developments in Hybrid Rocket Propulsion and Its Applications. Aerospace, 11(9), 739. https://doi.org/10.3390/aerospace11090739
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Mykhailo Vorobei, Mykola Bondarenko (Author)
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Всі статті, опубліковані в журналі Challenges and Issues of Modern Science, ліцензовані за ліцензією Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY). Це означає, що ви можете:
- Поширювати, копіювати та передавати статтю
- Адаптувати, реміксувати та створювати похідні роботи на основі статті
за умови, що ви надаєте належне посилання на оригінальну роботу, вказуєте ім'я авторів, назву статті, журнал та наявність ліцензії CC BY. Будь-яке використання матеріалів не повинно припускати схвалення авторами або журналом використаного матеріалу.
