SOMMARIO
Negli ultimi anni si sta assistendo ad un rinnovato interesse nell’utilizzo del perossido di idrogeno come propellente, nel campo della piccola propulsione spaziale. È annoverato tra i cosiddetti “propel- lenti verdi” in quanto ha un ridotto impatto ambientale ed è caratterizzato da una bassa tossicità e da una certa facilità nelle procedure di produzione, manipolazione e stoccaggio.
Il presente lavoro di tesi si colloca nell’ambito della realizzazione e sperimentazione di endoreat- tori monopropellente a perossido di idrogeno in programma presso la ditta Alta S.p.a. In particolare è consistito nella modellazione 3D e calibrazione di un banco di prova per testare dei prototipi con spin- te di 5 N e 25 N.
Nel primo capitolo vengono introdotti i motori a perossido di idrogeno, illustrandone brevemente gli utilizzi passati e attuali e il funzionamento.
Nel secondo capitolo sono illustrate le proprietà fisiche e chimiche del perossido di idrogeno, in modo da rendere chiaro come esse possano essere sfruttate per la propulsione spaziale, facendo atten- zione alle modalità necessarie per una manipolazione ed uno stoccaggio sicuri; in questo capitolo, i- noltre, vengono prese in considerazione le varie tipologie di motori a propulsione chimica.
Nel terzo capitolo è presentato il progetto del banco di prova per misurare la spinta dei prototipi.
Nel quarto capitolo saranno esposte le calibrazioni effettuate sulle celle di carico per garantirne la corretta operatività.
Il quinto capitolo riporta un’analisi conclusiva sul raggiungimento degli obiettivi preposti per quanto concerne la realizzazione dell’intero impianto di prova per endoreattori monopropellente e al- cuni spunti per eventuali sviluppi futuri.
Il lavoro è stato svolto presso i laboratori del Centrospazio sotto la supervisione e le direttive del Prof. Fabrizio Paganucci, dell’Ing. Lucio Torre e dell’Ing. Angelo Pasini.
ABSTRACT
In recent years there has been renewed interest in using hydrogen peroxide as propellant on the smallest satellites. It is a “green propellant” because it is characterized by a very low environmental impact and by a drastic simplification of safety protection procedures necessary during its production, storage and handling.
The present thesis is concerned with the realization and the experimental validation of hydrogen peroxide monopropellant rockets in program near the company Alta S.p.a. In particular, it is concerned with 3D CAD design and calibration of a test bench for testing a 25 N thruster prototype and a 5 N thruster prototype.
In the first chapter are introduced hydrogen peroxide rockets, showing briefly past e present uses and how they works.
In the second chapter, the physical and chemical properties of hydrogen peroxide are showed, with particular interest to the ones which make this propellant particularly attractive for space propul- sion, with particular interest to the ones related to the handling and storage of hydrogen peroxide; in this chapter are showing also different kind of chemical propulsion engine.
In the third chapter is presented the design of the test bench for measuring engine thrust.
In the fourth chapter are exposed calibrations make on load cells for assuring right operativity.
In the fifth chapter is reported a conclusive analysis about attainment of starting target for concer- nig the realization of test bench for chemical engine and there are, also, some ideas for future devel- opment.
The thesis work has been carried out at Centrospazio research laboratory, under the supervision of Prof. Fabrizio Paganucci, eng. Lucio Torre and eng. Angelo Pasini.
