مدل‌سازی، طراحی و تست رانشگر فضایی نوع تک پیشرانه هیدرازینی برای نیروی تراست کم و کاربرد تغییر وضعیت ماهواره

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی،دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

2 دانشیار مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

3 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

doi
10.22034/ijche.2022.318164.1160
چکیده

در این پژوهش یک سیستم پیشرانش فضایی نوع تک پیشرانه برای ایجاد نیروی تراست پنج نیوتنی و ضربه ویژه 220 ثانیه با کاربرد تنظیم حرکت یا تغییر وضعیت ماهواره مدل‌سازی و طراحی گردیده است.این مدل از دو بخش اصلی شامل یک راکتور کاتالیستی با خوراک هیدرازین، کاتالیست نیکل 15 درصد بر پایه گاما آلومینا و یک نازل همگرا- واگرا تشکیل شده است. راکتور مدل کاتالیستی، بستر ثابت، یک بعدی، جریان پایدار و آدیاباتیک با واکنش‌های تجزیه هتروژنی است. عملکرد فرایند با انجام دو واکنش تجزیه هتروژنی هیدرازین و آمونیاک و تبدیل به گازهای سبک هیدروژن و نیتروژن با دمای بالا بوده، سپس با خروج گاز از بستر و نازل نیروی رانش حاصل می‌گردد. کاتالیست از روش اشباع‌سازی مرطوب ساخته شده و ویژگی‌های لازم با آزمایش‌های آنالیز کمی، کیفی و حرارتی تعیین می‌گردد. نتایج مدل‌سازی شامل متغیرهای جرم، انرژی، سینتیکی، فیزیکی و شیمیایی در رانشگر فضایی است. از مزیت‌های مهم این طراحی اندازه‌گیری و پیش‌بینی متغیرها است. برای تعیین عملکرد و درستی مدل طراحی و آزمایشی(در شرایط اتمسفری و استاتیک) در شاخص‌هایی مثل نیروی رانش، ضربه ویژه، افت فشار بستر، حداقل مقدار تجزیه آمونیاک با شرایط سینتیکی و عملیاتی یکسان مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل تطابق مناسب داشته و مورد تأیید می‌باشند.