• Non ci sono risultati.

SVILUPPO DI UN CODICE DI BALISTICA INTERNA NON STAZIONARIA PER LA PREDIZIONE DELLE PRESTAZIONI DI MOTORI A RAZZO A PROPELLENTE SOLIDO

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Condividi "SVILUPPO DI UN CODICE DI BALISTICA INTERNA NON STAZIONARIA PER LA PREDIZIONE DELLE PRESTAZIONI DI MOTORI A RAZZO A PROPELLENTE SOLIDO"

Copied!
3
0
0

Testo completo

(1)

Unsteady Ballistic Code for Performance Predictions

  9

 

Abstract

 

The  Solid  Propellant  Rocket  Engine  by  its  very  nature  embodies,  in  its  chemical  properties  and  geometry,  the  whole  history  of  thermofluid‐dynamic  and characteristic quantities from ignition to burn‐out. 

Thus  prediction  is  one  of  the  most  critical  means  for  its  management  and  utilization,  in  terms  of  guaranteeing  performance  and  other  elements,  such  as  cost‐effectiveness.  

Especially  in  the  context  of  space  propulsion,  the  typical  dimensions  and  power of these engines and the fact that they are not reusable in most instances,  make  them  very  expensive  systems,  as  do  their  full  scale  ground  static  tests,  which  obviously  require  facilities  and  a  logistical  preparation  on  a  grand  scale.  These are inevitable and necessary both for the qualification in the design phase   and  for  the  verification  of  changes  implemented  during  the  years  of  service  as  boosters of the first stage of a launcher. However a limitation of such tests would  allow  a  significant  lowering  of  the  costs  in  both  phases.  Hence  reliable  predictions can be critically important. 

This is the perspective from which the present work is conceived; its purpose  is  the  creation  and  development  from  first  principles  of  an  unsteady  ballistic  numerical  code  able  to  calculate  the  performance  of  solid  propellant  rocket  engines from ignition to burn‐out. 

   The  request  of  such  a  project  from  Avio  is  motivated  by  the  necessity  to  have a single and reliably based code, that represents a safe starting point for the  development  of  a  more  complex  one,  to  be  enriched  in  time  with  changes  dictated  by  later  needs.  At  present  two  separate  codes  are  used  for  numerical 

(2)

Unsteady Ballistic Code for Performance Predictions

  10

predictions, one for the ignition transient and the other for the stationary phase,  respectively.  Currently  there  is  not  one  single  code,  which  can  be  used  and  modified  according  to  necessity,  capable  of  simulating  the  whole  rocket  operation history. 

The  difficulties  of  developing  a  suitable  model  deal  with  the  choice  of  the  numerical  solver  and  its  management  in  relationship  to  the  complexity  of  the  problem under consideration; the simulation of the entire phenomenon requires,  in  fact,  the  modeling  of  a  number  of  rather  complex  processes  and  phenomena  (combustion  of  the  propellant  grain,  exchange  of  heat,  erosive  burning,  etc.),  which  all  play  an  important  role;  for  this  reason  it  is  inevitable  that  the  mathematical  model  adopted  represents  a  significant  simplification  of  the  real  problem.     

The  present  work  describes  the  problems  faced  and  the  aspects  considered  for  the  realization  of  the  code,  starting  from  the  analysis  of  a  simple  physical  problem like the realization of a core module capable of resolving basic problems  whose exact solution is known (this is in fact the main requirement of Avio); the  results obtained will serve for the validation of the same code. In the following  chapters two further aspects of the work are presented, namely (i) the treatment  of the more general problem related to the phenomenology of the combustion of  a  propellant  grain  in  a  rocket  motor  and  (ii)  the  realization  of  a  more  complex  code able to deal with the problem as a whole.   

Finally,  in  order  to  assess  its  effectiveness  and  accuracy,  the  final  program  has been tested on the MPS of Ariane 5. This is the most complex motor for its  geometry  and  is  well  known  by  Avio,  given  its  current  and  frequent  use  in  a  number of flights since 1996 as the booster of the European launcher.   

As  a  last  validation  run,  to  be  considered  secondary  given  the  shortage  of  data  currently  available,  a  test  has  been  conducted  on  an  experimental  motor 

(3)

Unsteady Ballistic Code for Performance Predictions

  11

(Zefiro16) fired on the ground during the development phases of the new VEGA  launcher,  which  will  be  completed  in  the  next  few  years  and  will  join  the  Arianespace  fleet  as  a  more  economic  and  flexible  solution  for  low  Earth  orbit  injection of small payloads. 

Riferimenti

Documenti correlati

Il modulo riguardante il modello per la balistica interna è caratterizzato dall'accoppiamento di un modello Zero-Dimensionale non Stazionario e di un modello

L’accenditore (igniter), attivato elettricamente, fornisce l’energia necessaria per avviare la combustione. L’iniezione consiste di una serie di complessi e rapidi

Analisi di un mercato, risorsa in tempi di

First attempts of sulfamidoglycosylation of glycal 2 was realized using the classical Lewis acid BF 3 .Et 2 O, widely used as catalyst in Ferrier rearrangement of glycals and

Jahrhunderts in ihrer Wirkung auf Buchillustrierung und Kartographie in Venedig, Avignon und Neapel, Römisches Jahrbuch für Kunstgeschichte 14 (1973), 1-138, bes. 105 mit

The problem of being unable to find a numerical solution of the equation to the output current in a single diode equivalent model with series and shunt resistance had been

Bayes estimates and respective posterior risks are evaluated in terms of sample size, censoring rate and proportion of the component of the mixture using Levy

perossidasi: una via pseudo-catalasica in cui l’enzima nativo è ossidato per formare il CI e successivamente ridotto allo stato ferrico iniziale con formazione di ossigeno;