Investigação Experimental de um Foguete H2O2 Híbrido com Diferentes Injeções de Vórtice e Combustíveis

Foguetes híbridos possuem características muito interessantes, como simplicidade, confiabilidade, segurança, modulação de empuxo, amigabilidade ambiental e custos mais baixos, o que os torna muito atraentes para várias aplicações, como foguetes sondadores, pequenos veículos de lançamento, estágios superiores, bancos de testes hipersônicos e landers planetários. Nos últimos anos, avanços foram feitos para aumentar o desempenho de motores híbridos, e duas das soluções mais promissoras são a injeção de vórtice e combustíveis à base de parafina. Além disso, ambas as tecnologias também podem ser usadas para ajustar a taxa de regressão do combustível, no primeiro caso variando a intensidade do vórtice, e no segundo caso com a quantidade e tipo de aditivos. Dessa forma, é possível não apenas projetar motores híbridos de alto desempenho, mas também ajustar suas geometrias de grão e câmara para diferentes requisitos de missão, particularmente em relação ao empuxo e ao tempo de queima. Neste artigo, o conhecimento sobre essas duas soluções técnicas e seu acoplamento é ampliado. Três conjuntos de campanhas experimentais foram realizados no âmbito do programa PHAEDRA, patrocinado pela Agência Espacial Italiana. A primeira investigou um combustível de parafina de referência com injeção axial e padrão de vórtice. A segunda campanha testou injeção de vórtice com baixos valores de números de vórtice, chegando a 0.5, com um combustível plástico convencional, a saber, polietileno. Finalmente, a última campanha testou outro combustível à base de parafina, de regressão mais baixa, com os mesmos baixos números de vórtice da segunda campanha.