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Abstract(s)
O seguinte documento tem como objetivo descrever sucintamente o processo de
desenvolvimento de um motor foguete de combustível sólido, aplicado ao longo do último
ano pelo autor enquanto participante na competição EuRoc. O processo pode ser dividido
em duas componentes: a componente computacional (simulação e dimensionamento) e a
componente prática (produção, teste e medição).
É fornecida uma breve introdução aos motores foguete de combustível sólido. Definições e
equações fundamentais são aqui explicitamente expostas. Parte de seguida para o bocal
propulsivo onde as equações termodinâmicas necessárias para o entender são expostas.
Este capítulo termina com uma secção dedicada à teoria de propelente, onde se incluem
definições importantes, métodos de medição da taxa de queima e fatores que a alteram e
podem levar à falha do motor.
Posteriormente descreve-se o algoritmo, e respetivas equações, utilizado para simular, em
MATLAB, o desempenho do motor a nível da pressão e força de tração produzidas, entre
outros parâmetros. Este script é posteriormente utilizado para comparar os seus
resultados com os dados obtidos em testes práticos, e assim validar o dimensionamento
final do motor.
É também descrita toda a componente prática do trabalho desenvolvido. Desde os
instrumentos utilizados na produção de propelente, os motores à escala e os testes
efetuados, bem como todo o sistema de medição desenvolvido. Todo o processo de
desenvolvimento do sistema de medição é sucintamente descrito, seguido da produção de
propelente e testes realizados, onde é efetuada a comparação entre os resultados obtidos e
os simulados pela ferramenta computacional desenvolvida. Este capítulo termina com o
desenvolvimento e teste de um motor à escala real estruturalmente sobredimensionado,
com o intuito de aprovar o dimensionamento interno antes da produção de um motor final
otimizado.
The following document intends to succinctly describe the development process of a solid propellant rocket motor, applied over the last year by the author while participating in the EuRoc competition. The process can be divided in two componentes: the computational component (simulation and dimensioning) and the practical component (production, test and measure). A brief introduction to solid rocket motors is provided. Definitions and fundamental equations are explicitly exposed here. It then proceeds to the dimensioning of the propulsive nozzle where the thermodynamic equations necessary for its understanding are exposed. This chapter ends with a section dedicated to propellant theory, which includes important definitions, methods of measuring burn rate and factors that alter its behaviour and can lead to motor failure. Subsequently, the algorithm used to simulate, in MATLAB, the performance of the motor in terms of pressure and thrust produced, among other parameters, is described. This script is later used to compare its output with the results obtained in practical tests, and thus validate the final sizing of the engine. The entire practical component of the work carried out is also described. From the instruments used in the production of propellant, the scale motors and the tests carried out, as well as the entire measurement system developed. The entire process of developing the measurement system is succinctly described, followed by the production of propellant and tests carried out, where a comparison is made between the results obtained and those simulated by the developed computational tool. This chapter ends with the development and testing of an oversized full-scale motor, with the aim of approving internal sizing before producing a final optimized motor.
The following document intends to succinctly describe the development process of a solid propellant rocket motor, applied over the last year by the author while participating in the EuRoc competition. The process can be divided in two componentes: the computational component (simulation and dimensioning) and the practical component (production, test and measure). A brief introduction to solid rocket motors is provided. Definitions and fundamental equations are explicitly exposed here. It then proceeds to the dimensioning of the propulsive nozzle where the thermodynamic equations necessary for its understanding are exposed. This chapter ends with a section dedicated to propellant theory, which includes important definitions, methods of measuring burn rate and factors that alter its behaviour and can lead to motor failure. Subsequently, the algorithm used to simulate, in MATLAB, the performance of the motor in terms of pressure and thrust produced, among other parameters, is described. This script is later used to compare its output with the results obtained in practical tests, and thus validate the final sizing of the engine. The entire practical component of the work carried out is also described. From the instruments used in the production of propellant, the scale motors and the tests carried out, as well as the entire measurement system developed. The entire process of developing the measurement system is succinctly described, followed by the production of propellant and tests carried out, where a comparison is made between the results obtained and those simulated by the developed computational tool. This chapter ends with the development and testing of an oversized full-scale motor, with the aim of approving internal sizing before producing a final optimized motor.
Description
Keywords
Knsb Motor Foguete Nitrato de Potássio Produção em Vácuo Propelente Sólido Sorbitol Taxa de Queima Teste Estático