Estudo do controle aerodinâmico do vetor empuxo em uma tubeira axissimétrica

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Daniel Resemini
• Orientador(a): Fernando de Souza Costa
• Banca de defesa: Rodrigo Intini Marques, Leonardo Henrique Gouvêa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Combustão e Propulsão
• País: BR
• Resumo em Inglês: Thrust vector control systems are essential for placing payloads into orbit, landing and re-use of rockets, to reach military targets and other appiications. This work presents a study of a control system of the thrust vector of a rocket motor using a solid propeilant, with airfoiis adjacent to the nozzle outlet and off the sheif components. An analysis is presented of the components and the integration of the thrust vector control system. The control program and the eiectronic part were based on an Arduino piatform and a Kaiman filter was adopted to reduce the noise of the input data from the inertial measurement unit. Experimental motor data were obtained, inciuding chamber pressures, thrust leveis and mass fiow rates, and were compared to theoreticai values obtained from a simpiified combustion chamber modei. These data as weli as other data coiiected from the components of the control and testing systems are used in the control code. The resuits indicate the feasibility of a iow cost off the sheif and efficient thrust vectoring control system for rockets with iow to moderate accelerations.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2019/05.06.15.47

Sistemas de controle do vetor empuxo são essenciais para a colocação de cargas úteis em órbita, aterrissagem e reutilização de foguetes, para alcançar alvos militares entre outros. Este trabalho apresenta um estudo de um sistema de controle do vetor de empuxo para um motor-foguete a propelente sólido, utilizando aerofólios adjacentes à saída da tubeira e componentes comerciais. Apresenta-se uma análise dos componentes e a integração do sistema de controle do vetor de empuxo. O programa de controle e a parte eletrônica basearam-se em uma plataforma Arduino e um filtro de Kalman foi utilizado para a redução do ruído dos dados de entrada provenientes da unidade de medição inercial. Dados experimentais do motor foram obtidos, incluindo pressões de câmara, empuxos e taxas de queima, e foram comparados a valores teóricos obtidos de um modelo simplificado da câmara de combustão. Esses e outros dados levantados dos componentes do sistema de controle e dos testes são utilizados no código de controle. Os resultados indicam a factibilidade de implementação de um sistema de controle do vetor de empuxo eficiente e de baixo custo, a partir de componentes amplamente disponíveis no mercado, para foguetes de aceleração moderada.