Propulsor híbrido compacto de queima dual e injeção vortical usando parafina e óxido nitroso - Roger Apaza Vasquez (2017)
A tecnologia de propulsores híbridos é considerada uma das mais promissoras no campo da propulsão espacial devido às suas características de segurança, flexibilidade operacional, armazenabilidade, baixo custo e possibilidade de reignição. No entanto, propelentes híbridos apresentam taxas de regressão do grão propelente relativamente baixas e o empuxo fornecido pode variar significativamente durante a queima. O presente trabalho concentra-se no estudo do comportamento e no desenvolvimento de um propulsor híbrido compacto de queima dual e de injeção vortical. Este sistema é caracterizado por uma geometria com uma relação comprimento/diâmetro (L/D) menor que 1. Dois grãos de combustível em forma de disco limitam o volume da câmara de combustão e ambos apresentam um canal central. Um canal é utilizado para posicionar o bico do sistema de ignição, enquanto o outro canal permite o escoamento de gases quentes para a saída da tubeira. O oxidante é injetado tangencialmente gerando um vórtice dentro da câmara de combustão. Os testes foram realizados com cera de parafina dopada com negro de fumo e óxido nitroso gasoso, como combustível e oxidante, respectivamente. Essa configuração proporciona uma uma área de queima do combustível constante e um incremento da taxa de regressão em relação aos propulsores híbridos convencionais, permitindo um melhor desempenho propulsivo e menor variação do empuxo. A taxa de regressão experimental foi ajustada pela curva r = 1,5 × 10$^{−4}$ G$^{0,7339}$ox m/s, mostrando que o escoamento vortical gerado aproximadamente dobra a taxa de regressão da parafina com óxido nitroso obtida em um propulsor híbrido convencional.