Silniki rakietowe – KNN MELprop

Pasjonują Cię silniki? Marzysz aby było szybciej, dalej, lepiej?

Jeśli tak, to dobrze trafiłeś. Znajdziesz tutaj ludzi dzielących te same zainteresowania, niebojących się wyzwań, cierpliwie zmierzających do swoich celów. A wszystko to wokół tematyki napędów!

Silniki rakietowe

Silnik rakietowy na paliwo ciekłe

 

Sekcja silników rakietowych koła MELProp rozpoczęła swoją działalność w 2015 roku wraz z projektem silnika rakietowego na paliwo ciekłe. Jest on jednym z pierwszych tego typu silników w Polsce i ma zastosowanie czysto badawcze – dzięki niewielkim rozmiarom i modułowej konstrukcji może być niewielkim nakładem kosztów przystsowany do badania różnych konfiguracji materiałów pędnych, komór spalania oraz dysz.

 

Pierwszym krokiem w procesie projektowania było poczynienie wstępnych założeń projektowych takich jak:

-zasilanie silnika mieszanką podtlenku azotu i nafty lotniczej

-wykorzystanie grafitowych dysz, co pozwala na łatwą modyfikację ich kształtu i rozmiaru

-chłodzenie silnika obiegiem wodnym

Nasępnie wykonano szereg podstawowych obliczeń i analiz (m.in. przy użyciu oprogramwoania NASA CEA),  które pozowliły ustalić parametry pracy silnika oraz jego wymiary:

 

ciąg 150 N
impuls właściwy 230 s
ciśnienie w komorze spalania 20 atm
stosunek paliwa i utleniacza (O/F) 7.5:1
średnica komory spalania 43 mm
długość komory spalania 200 mm
wydatek czynnika chłodzącego 1 kg/s

Na ich podstawie wykonano model 3D silnika oraz przeprowadzono symulacje spalania, przepływu ciepła w układzie chłodzenia oraz naprężeń konstrukcji. Analizy te zostały wykonane w ramach prac przejściowych członków koła.

 

  • model silnika

 

Na chwilę obecną projekt jest w fazie końcowej-wykonane/zamówione zostały wszystkie elementy silnika i w najbliższym czasie przeprowadzone zostaną pierwsze jego testy.

                                                                                                                                                    Hybrydowy silnik rakietowy

 

Kolejnym krokiem w działalności sekcji rakietowej było zaprojektowanie silnika, który mógłby zostać przystosowany do lotu. Wybór padł na silnik hybrydowy, łączący w sobie zalety silników na paliwo ciekłe i stałe:

 

-wysoki impuls właściwy

-bezpieczeństwo użytkowania

-prosta konstrukcja

-brak konieczności chłodzenia (izolację zapewnia samo paliwo)

 

Silnik wykorzystuje mieszankę N2O (utleniacz) i PCV (paliwo) spalanych w aluminiowej komorze spalania. Aby wyeliminować konieczność chłodzenia (które w silniku hybrydowym jest niemożliwe) zastosowana zostanie izolacja komory spalania oraz grafitowa dysza (odporna na wysokie temperatury). Do tej pory przeprowadzono wszystkie konieczne prace projektowe-od wykonania analizy numerycznej pracy silnika, przez analizy wytrzymałościowe jego konstrukcji po rysunki techniczne.

 

  • model silnika

 

Podstawowe parametry silnika:

 

ciąg 1125 N
impuls właściwy 206 s
ciśnienie w komorze spalania 23 atm
stosunek paliwa i utleniacza (O/F) 4:1
czas pracy 10 s
długość silnika 700 mm
średnica silnika 75 mm

 

W najbliższej przyszłości koło MELProp starać się będzie o dofinansowanie projektu ze środków Małej Puli Na Projekty Naukowe.