بررسي تجربي عملكرد يك تراستر تك‌پيشرانه هيدرازيني در شرايط اتمسفريك

Experimental Investigation of the Performance of a Monopropellant Hydrazine Thruster in Atmospheric Conditions

در اين پژوهش عملكرد يك تراستر تك‌پيشرانه هيدرازيني در شرايط اتمسفريك به صورت تجربي مورد بررسي قرار گرفته است. به اين منظور، پس از طراحي و ساخت تراستر با توجه به الزامات عملكردي تراستر، آزموني طراحي شد و پس از آن، تراستر مورد نظر در شرايط اتمسفريك مورد آزمايش قرار گرفت. نتايج آزمون نشان مي‌دهد كه تراستر آزمايش شده مي‌تواند 2000 پالس با عرض 0.5 ثانيه و دوره تناوب يك ثانيه را به صورت تكرارپذيري توليد كند. نشان داده شد كه عمر اين تراستر بيش از 2000 پالس است و تراستر توانسته است ضربه‌هايي بسيار كوچك به اندازه‌ي 3 ميلي‌نيوتن‌ثانيه را به صورت تكرارپذيري توليد كند. همچنين مقايسه‌ي نتايج نمونه تراستر فعلي با نتايج تجربي تراسترهاي ديگر نشان داد كه چگونه با انتخاب ابعاد مناسب براي انژكتور، محفظه كاتاليست و نازل مي‌توان مشخصات زمان افزايش فشار، كمترين ضربه، مركز پالس و زمان افت فشار در تراستر را به خوبي كنترل كرد. كاهش قطر انژكتور (با ثابت نگاه‌داشتن دبي پايا با افزايش فشار تزريق) سبب كاهش ضربه توليدي (در عرض پالس ثابت) و افزايش زمان رشد فشار مي‌شود. كوچك‌ كردن ابعاد محفظه كاتاليست نيز سبب كاهش زمان افزايش و افت فشار و در نتيجه كوچك شدن مركز پالس مي‌شود

In this research, the performance of a monopropellant hydrazine thruster in atmospheric conditions has been investigated experimentally. For this purpose, after designing and constructing the thruster according to the functional requirements of the thruster, a test was designed and after that, the desired thruster was tested in atmospheric conditions. The test results show that the tested thruster can generate 2000 pulses with a width of 0.5 seconds and a periodicity of one second with reproducibility. It was shown that the life of this thruster is more than 2000 pulses and the thruster was able to produce very small beats of 3 mNS in reproducibility. Also, comparing the results of the current thruster sample with the experimental results of other thrusters showed how by selecting the appropriate dimensions for the injector, catalyst chamber and nozzle, the characteristics of pressure rise time, minimum impulse, pulse centroid and pressure drop time in the Thruster can be well controlled. Reducing the injector diameter (by keeping the flow rate constant by increasing the injection pressure) reduces the impulse (within a constant pulse width) and increases the pressure rise time. Reducing the dimensions of the catalyst chamber also reduces the increase and decrease time of the pressure, resulting in a smaller pulse centroid.