Análisis experimental de temperaturas en la tobera de un motor de cohete de combustible sólido.

Abstract

Como parte del proceso de mejora del diseño del sistema de propulsión de los cohetes Sonda ULA de combustible sólido, es necesario analizar la tobera con un enfoque termodinámico. La temperatura es una de las principales propiedades termodinámicas en cualquier estudio fluido-dinámico, incluyendo el comportamiento de los gases dentro del motor de un cohete. En el presente trabajo se hicieron mediciones en la tobera del motor de combustible sólido del cohete sonda ULA-1A, por medio de termocuplas colocadas en la entrada de la tobera, en la garganta, a mitad del cono de divergencia y a la salida. La señal de las termocuplas fue amplificada y procesada a través de un sistema de adquisición de datos diseñado y elaborado en los laboratorios de la Universidad de Los Andes, y los datos fueron filtrados con el método Savitzky-Golay en MATLAB. A partir del análisis y de la interpretación de las curvas experimentales de temperatura se pudo observar la posible presencia de ondas de choque en el interior de la tobera, lo que indicó la probabilidad de que el flujo de gases haya alcanzado la velocidad supersónica en la cámara de combustión antes de entrar al cono de convergencia. Debido al análisis de estos resultados, se recomendó eliminar dicho cono en la configuración de la tobera, basados en las propiedades fluido-dinámicas para flujo supersónico en un sistema de propulsión de cohetes