Desenvolvimento de motor de foguete a propelentes líquidos

• Main Author: Gândara, Tiago Vaz
• Publication Date: 2024
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
• Download full: http://hdl.handle.net/10773/42662
• topic: Motor de foguete a propelentes líquidos; Bomba centrífuga; Acionamento elétrico; Refrigeração regenerativa; Otimização

Esta dissertação aborda o processo de desenvolvimento de um motor de foguete de propelentes líquidos com utilização de bombas elétricas, destinado a ser integrado num foguete sonda. É desenvolvida uma ferramenta de simulação de voo que permite comparar a solução desenvolvida com uma solução atualmente utilizada. Posteriormente, é descrita a metodologia para obtenção dos principais componentes do grupo propulsor, nomeadamente a câmara de propulsão, o nozzle, o sistema de refrigeração, e é analisada a transferência de calor. É ainda dimensionado todo o sistema de alimentação de combustível, que consiste em duas bombas centrífugas, motores elétricos, inversores, baterias e tanques de fluidos. A massa de todos os componentes é calculada de forma a comparar a solução desenvolvida com a solução de referência. Por fim, é feita uma otimização dos vários parâmetros do motor de forma a maximizar a altitude atingida por um determinado foguete em cenário de voo. Ao longo da dissertação são descritas, em detalhe, todas as equações dos modelos numéricos implementados em MATLAB, que são utilizados para analisar e comparar diferentes parâmetros do motor, com o objetivo de encontrar o melhor projeto e otimizar a performance do motor. No que diz respeito ao sistema de alimentação de propelentes o trabalho foca-se principalmente na análise de caudais e perdas de carga que terão de ser respetivamente, garantidos e suplantados pelas bombas elétricas.