Research in experimental rocketry: study of influence of geometric and manufacture parameters in combustion of polymeric hybrid rocket fuel grains

• Autores: José Alejandro Urrego Peña
• Directores de la Tesis: Fabio Arturo Rojas Mora (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de los Andes (Colombia) ( Colombia ) en 2019
• Idioma: español
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: hdl.handle.net
• Resumen

  • Esta investigación busca determinar las características de desempeño de los combustibles de polimericos termoplásticos, ampliamente accesibles y procesables en Colombia, como combustibles sólidos para motores de cohetes híbridos. Específicamente, se utilizó el acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) como material de prueba para determinar su aplicabilidad como grano combustible, bajo procesos digitales de manufactura aditiva. Adicionalmente, se determinó estadísticamente la influencia de la geometría del puerto de quemado en el desempeño de la combustión de estos combustibles poliméricos. Para ello, se crearon geometrías helicoidales complejas al interiror del puerto de combustión, que fueron especialmente diseñadas para aprovechar el método de fabricación digital directa (DDM), utilizado para producir el grano. Para ello se construyó una máquina de impresión 3D tipo Prusa de código abierto, con posibilidad de modificación y adaptación a múltiples parámetros de funcionamiento durante el proceso de fabricación del grano. Durante esta investigación se crearon dos geometrías complejas novedosas en los puertos de de quemado de los granos combustibles sólidos poliméricos, con diferentes características helicoidales. En esta investigación los granos construidos con este tipo de geometría se denominaron Helical-finocyl. La geometría restante fue un puerto cilíndrico recto utilizado como geometría de control y comparación. Las características típicas de la combustión en los motores de cohetes híbridos, como la presión y el empuje de la cámara de combustión,fueron medidas y comparadas usando el Análisis Multivariado de Varianza (MANOVA) y el análisis de gráficos de caja como métodos estadísticos de caracterización. Este experimento de caracterización se realizó en un banco de pruebas de cohetes híbridos estáticos a escala de laboratorio, diseñado y construido específicamente para esta investigación.