Experiments and Simulations of Hybrid Rocket Internal Flows and Material Behaviour

I vantaggi dei razzi ibridi includono una maggiore sicurezza rispetto ai razzi a combustibile solido, poiché il combustibile liquido può essere spento in caso di emergenza. Inoltre, la flessibilità nel design consente di adattare i motori a diverse missioni spaziali. La sezione analizza anche le prestazioni termiche e meccaniche dei materiali utilizzati, evidenziando l'importanza della scelta dei materiali per garantire l'affidabilità e l'efficienza del motore. Le simulazioni numeriche e i test sperimentali sono essenziali per validare i modelli teorici e ottimizzare le prestazioni dei razzi ibridi. Le scoperte in questo campo possono avere applicazioni pratiche significative, come il miglioramento della tecnologia di propulsione per missioni spaziali future.

Il meccanismo di combustione nei razzi ibridi è complesso e coinvolge interazioni tra combustibili solidi e liquidi. La sezione esplora il modello di Marxman e Gilbert, che descrive il comportamento della combustione in condizioni variabili. La comprensione di questi meccanismi è cruciale per ottimizzare le prestazioni del motore e ridurre le emissioni. L'analisi dei combustibili liquefacenti e delle loro proprietà chimiche fornisce informazioni preziose per lo sviluppo di nuovi materiali e tecnologie. Le simulazioni CFD sono utilizzate per modellare il flusso di gas e le reazioni chimiche, permettendo di prevedere il comportamento del motore in diverse condizioni operative. Questi studi hanno un valore pratico significativo, poiché possono guidare la progettazione di motori più efficienti e sostenibili.

Le condizioni operative delle bocchette dei razzi sono critiche per il successo delle missioni spaziali. La sezione analizza le pressioni e le temperature che i materiali devono sopportare durante il funzionamento. La comprensione di questi fattori è essenziale per progettare materiali che possano resistere all'erosione e al degrado. I test sperimentali e le simulazioni numeriche sono utilizzati per valutare le prestazioni dei materiali in condizioni reali. Le scoperte in questo campo possono portare a miglioramenti significativi nella progettazione dei razzi, aumentando la loro durata e affidabilità.

Il progetto di ricerca C3 HARME si concentra sullo sviluppo e la sperimentazione di materiali UHTCMC (Ultra High Temperature Ceramic Matrix Composites). Questi materiali sono progettati per resistere a temperature estreme e condizioni operative severe. La sezione discute i risultati delle sperimentazioni e le applicazioni pratiche di questi materiali nel campo della propulsione. L'innovazione nei materiali può portare a razzi più leggeri e più efficienti, con un impatto positivo sulle missioni spaziali. La collaborazione tra ricerca accademica e industria è fondamentale per tradurre queste scoperte in applicazioni pratiche.