CAPITOLO 5
CONCLUSIONI E SVILUPPI FUTURI
In questo capitolo conclusivo, sono presentati i principali risultati ottenuti durante lo sviluppo del-la tesi con un accenno finale ai possibili sviluppi futuri.
5.1 Risultati principali e conclusioni
La progettazione e la successiva realizzazione di un banco di prova per la misurazione dei para-metri propulsivi caratteristici di endoreattori a perossido di idrogeno è stata affrontata attraverso le se-guenti fasi.
L’analisi delle caratteristiche fisiche, chimiche e termochimiche del perossido di idrogeno ha permesso di valutarne le potenzialità in ambito propulsivo, indicando i vantaggi, ma anche i limiti le-gati all’utilizzo del perossido di idrogeno come propellente. Per poter gestire una sostanza pericolosa e corrosiva quale è il perossido di idrogeno in concentrazioni superiori al 70%, è stato necessario cono-scere gli aspetti legati alla sicurezza, in modo da individuare le problematiche e le possibili soluzioni connesse con lo stoccaggio e la manipolazione di questo propellente.
L’analisi dello stato dell’arte degli endoreattori monopropellente a perossido di idrogeno ha con-sentito di capire il funzionamento del propulsore e l’individuazione delle parti principali che compon-gono il motore stesso.
Nella fase di progettazione e realizzazione della bilancia di spinta, si è scelto di misurare solo la componente assiale della spinta tramite una cella di carico a bottone. Questa parte del banco di prova è stata progettata per introdurre piccoli errori nella misurazione: il propulsore è stato fissato ad una culla molto rigida, appesa con degli elementi molto flessibili in direzione assiale, sulla quale è stata posta la cella di carico in asse con il propulsore stesso. Al momento della spinta, la culla schiaccia il bottone della cella di carico contro una battuta e permette di registrare il valore della spinta. Gli elementi
Modellazione 3D e calibrazione di una bilancia di spinta per endoreattori a perossido di idrogeno
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sibili, flexure, sono realizzate con sottilissimi fogli di acciaio rinforzati con delle piastre di alluminio e sono dimensionati per essere molto cedevoli nella direzione della spinta e, in questo modo, l’intensità della spinta si scarica quasi totalmente sulla cella di carico.
L’intero banco di prova è stato poi montato all’interno di una struttura rinforzata in modo da ri-spettare i requisiti di trasportabilità, compattezza e sicurezza necessari durante la manipolazione del perossido di idrogeno ad elevate concentrazioni.
Infine, si è effettuata la calibrazione delle celle di carico per permettere di valutare la corrispon-denza tra i risultati dei calcoli teorici e quelli ricavati sperimentalmente, in modo da garantire la mas-sima precisione possibile nella misurazione della spinta del propulsore.
5.2 Sviluppi futuri
In futuro, ci potrà essere la sperimentazione di prototipi con valori della spinta diversi da quelli utilizzati finora, impiegando, eventualmente, celle di carico con fondoscala diverso. Infatti, il banco di prova è stato progettato garantendo una certa adattabilità a dimensioni variabili del motore.
Potrà essere impiegato perossido di idrogeno in concentrazioni inferiori all’87,5%, ma anche su-periori al 90%, anche se quest’ultimo caso richiederà l’individuazione di materiali in grado di resistere alle elevate temperature di decomposizione e notevoli sforzi per la manipolazione e lo stoccaggio in sicurezza.
Gli studi effettuati potranno permettere anche lo sviluppo di endoreattori bipropellente a perossi-do di idrogeno e idrocarburi, particolarmente interessanti per le loro prestazioni.
