9913

9913

طراحي و ساخت يك نمونه‌ي آزمايشگاهي موتور مونو پروپلنت بر پايه‌ي پراكسيد هيدروژن

كارشناسي ارشد

مهندسي هوافضا گرايش پيشرانش

اسفند ماه 1390

اسفند ماه 1390

دكتر حجت قاسمي

چكيده سييثي امروزه استفاده از تراسترهاي تك¬پيشرانه به¬دليل پيچدگي كم¬تر تجهيزات، سهولت كاربرد و كاهش هزينه¬ها در كاربردهاي فضايي مورد توجه قرار گرفته ¬است. پراكسيد هيدروژن به¬عنوان يك¬پيشرانه سبز علاوه بر مزيت¬هاي ذكر شده، آلودگي بسيار كمي در محيط ايجاد مي¬كند. محصولات تجزيه پراكسيد هيدروژن بخار آب و گاز اكسيژن هستند. اين گازهاي داغ با عبور از نازل توليد نيروي پيشران مي¬كنند. در كاربردهاي فضايي، تجزيه پراكسيد هيدروژن با عبور آن از روي يك بستر كاتاليستي نقره انجام مي¬شود. به¬منظور آشنايي با كاربرد فضايي پراكسيد هيدروژن و دست¬يابي به تكنولوژي موتورهاي تك¬پيشران ابتدا پيشينه¬ي اين موتورها و پيشرانه-هاي مورد استفاده، مطالعه شد. پس از مطالعه تئوري تجزيه پراكسيد هيدروژن، مجموعه¬اي آزمايش با محوريت استخراج سرعت مشخصه پراكسيد هيدروژن به¬عنوان يكي از پارامترهاي عمل¬كردي، طراحي شد. در اين مرحله مهم¬ترين بخش كار، تهيه و فرآوري پراكسيد هيدروژن با كيفيت كاربرد فضايي بود. با تهيه پراكسيد هيدروژن با غلظت 90 درصد و ناخالصي كم¬تر از 15 پژوهش¬هاي تجربي آغاز شدند. استحصال سرعت مشخصه تجربي در محدوده¬ي دبي 17 تا 68 گرم بر ثانيه انجام شد. سرعت مشخصه 920 (راندمان تجزيه 93 درصد) بيشينه¬ي مقادير بدست آمده است. با افزايش دبي سرعت مشخصه تجربي، به¬دليل ناتواني بستر كاتاليستي در تجزيه¬ي كامل پراكسيد هيدروژن، كاهش مي¬يابد. در ادامه، مطالعه¬ي تجربي تاثير بسترهاي كاتاليستي مختلف مانند توري نقره و قرص¬هاي پرمنگنات پتاسيم نيز با موفقيت انجام پذيرفت. مشاهده بسترهاي كاتاليستي مختلف نشان داد كه طول عمر بسترهاي كاتاليستي توري نقره بيش¬تر از قرص¬هاي پرمنگنات پتاسيم است. ضربه¬ي ويژه پارامتر عمل¬كردي ديگري بود كه در تعدادي از آزمايش¬ها مورد توجه قرار گرفت، و ضربه ويژه¬ي 106 بيشينه¬ي نتايج آزمايش¬هاي تجربي انجام شده است. واژه‌هاي كليدي: موتورهاي تك¬پيشران- پراكسيد هيدروژن-بستر كاتاليستي- سرعت مشخصه- ضربه¬ي ويژه.