nálisis microscópico post-quema del material del inserto de la tubería de motor cohete a propelente sólido:

concepción teórica (Parte I)

Autores/as

  • Ronald Izidoro Reis Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) – São José dos Campos/SP – Brasil
  • Wilson Kiyoshi Shimote Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) – São José dos Campos/SP – Brasil
  • Luiz Cláudio Pardini Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE) – São José dos Campos/SP – Brasil

DOI:

https://doi.org/10.22480/revunifa.2018.31.480

Palabras clave:

Inserto de la tobera, Motor-cohete, Propulsión sólida, Inserto de CRFC

Resumen

El presente trabajo presenta un estudio conducido en la División de Materiales (AMR), subordinada al Instituto de Aeronáutica y Espacio (IAE), organización del Departamento de Ciencia y Tecnología Aeroespacial (DCTA), para investigar el comportamiento microestructural del material a base de compuesto carbono/carbón utilizado como protección térmica/ inserto en la garganta de los tubos de cohete. Estos sistemas se someten a un flujo intenso de calor proveniente de los gases de alta velocidad, que llevan al fenómeno de ablación en las regiones de la tubería en motores a propulsión sólida de vehículos S43, por ejemplo. La ablación es un fenómeno erosivo que ocurre en regiones del sistema de protección térmica y cuyo material es removido por influencias termomecánicas, termoquímicas y termofísicas o combinadas. Así, para mantener la integridad de la tobera, se utilizan materiales como Sistemas de Protección Térmica (SPT). Los materiales para protección térmica pueden clasificarse, según el mecanismo predominante de protección, en ablativos y reirradiantes. La mayoría de los materiales ablativos son compuestos reforzados con fibras estructurales (sílice o carbono, por ejemplo) y unidos con resinas termorregidas orgánicas y, en la clase de materiales reirradiantes, se encuentran los composites termoestructurales con matriz de carbono, reforzados con fibras de carbono (CRFC), compuestos con matriz híbrida de carbono/carburo de silicio (C/SiC), y los compuestos de matriz y fibras de carburo de silicio (SiC/SiC) y los materiales cerámicos covalentes, como ZrC, HfC y TaC, por ejemplo , principalmente en forma de materiales modificadores internos o como recubrimientos. 

Referencias

BENTO, M. S. Estudo cinético da pirólise de precursores de materiais carbonosos. 2004. Dissertação (Mestrado) - Instituto Tecnológico de Aeronáutica. São José dos Campos: ITA. 215 p. Disponível em: http://www.bdita.bibl.ita.br/tesesdigitais/ lista_resumo.phpnum_tese=000530317. Acesso em: 6 jul. 2018.

DEDAVID, B. A.; GOMES, C. I.; MACHADO, G. Microscopia eletrônica de varredura: aplicações e preparação de amostras: materiais poliméricos, metálicos e semicondutores. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2007.

FITZER, E.; MANOCHA, L. M. Carbon reinforcements and carbon/carbon composites. Berlin: Springer-Verlag, 1988. 343 p.

GONÇALVES, A. Caracterização de materiais termoestruturais a base de compósitos de carbono reforçados com fibras de carbono (CRFC) e carbonos modificados com carbeto de silício (SiC). 2008. Tese (Doutorado) – Curso de PósGraduação em Engenharia Mecânica e Aeronáutica. Instituto Tecnológico de Aeronáutica. São José dos Campos: ITA. 226 p. Disponível em: http://www. bdita.bibl.ita.br/tesesdigitais/lista_resumo.php? num_ tese=000549057. Acesso em: 6 jul. 2018.

GRIFFITHS; J.A.; MARSH, H. Proceedings of 15th Biennial Conf. on Carbon. University of Pennsylvania, Philadelphia, USA, 1981. p. 22-26.

JENKINS, G. M.; KAWAMURA, K. Polymeric carbon: carbon fibre, glass and char. Cambridge: Cambridge University Press, 1976.

LAUB, B.; VENKATAPATHY, E. Thermal protection system technology and facility needs for demanding future planetary missions. In: INTERNATIONAL WORKSHOP PLANETARY PROBE ATMOSPHERIC ENTRY AND DESCENT TRAJECTORY ANALYSIS AND SCIENCE. Proceedings... Noordwijk: ESA Publications Division, 2003.

LEVY NETO; F.; PARDINI, L.C. Compósitos estruturais: ciência e tecnologia. 2.ed. São Paulo: Blucher, 2016. 418 p.

LIUYANG, D.; XING Z.; YIGUANG, W. Comparative ablation behaviors of C/SiC-HfC composites prepared by reactive melt infiltration and precursor infiltration and pyrolysis routes. Ceramics International, 43, p. 16114–16120, 2017.

MARSH, H.; RODRÍGUEZ-REINOSO, F. Activated carbon. Amsterdam: Elsevier, 2006.

PALMERIO, A. F. Introdução à tecnologia de foguetes. São José dos Campos, SP: SindCT, 2017.

PARDINI, L.C.; GONÇALVES, A. Processamento de compósitos termoestruturais de carbono reforçado com fibras de carbono. Journal of Aerospace Technology and Management, São Paulo, v. 1, n. 2, p. 231-241, jul./dez. 2009.

PULCI, G., et al. Carbon–phenolic ablative materials for re-entry space vehicles: manufacturing and properties, Composites A 41, p. 1483–1490, 2010.

RAND, B. Matrix precursors for carbon-carbon composites, Essentials Carbon-Carbon Composites, Chap.3, Royal Soc. of Chemistry, London, UK, 1993. p. 67–102.

RUSS, J. C. The Image Processing Handbook. Sixth Ed, CRC Press, 2011. p.70. SAVAGE, G. Carbon/carbon composites. London: Chapman & Hall, 1993. 389 p.

SILVA, H. P.; PARDINI, L.C.; BITTENCOURT, E. Shear properties of carbon fiber/phenolic resin composites heat treated at high temperatures. Journal of Aerospace Technology and Management 8, n.3, p. 363-372, 2016.

SILVA, W. G. Qualificação de materiais utilizados em sistemas de proteção térmica para veículos espaciais. Tese (Mestrado em Física dos Plasmas) - Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA, 2009. 112 p. Disponível em: http://www.bdita. bibl.ita.br/tesesdigitais/lista_resumo.php?num_ tese=000555112. Acesso em: 6 jul. 2018.

SOHDA, Y.; SHINAGAWA, M.; ISHII, M. Effect of carbonization pressure on carbon yield in a unit volume. Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, v. 30, n. 4, p. 503-506, apr. 1999.

SUTTON, G. P. Rocket propulsion elements. 8. ed. New York: Wiley, 1992.

THIYAGARAJAN, N. Processing and characterization of reaction formed SiC - based ceramic matrix composites. Madras: Anna University, 1996.

WITTMANN; K.; Fundamentals. In: WILFRIED L, WITTMANN K, HALLMANN W. (Ed.). Handbook of Space Technology. United Kingdom: John Wiley and Sons, 2009. p. 33-113.

YONG-JIE, W. et al. Ablation behavior of a TaC coating on SiC coated C/C composites at different temperatures, Ceramics International, 39, p. 359–365, 2013.

YOUNG-JAE L.; HYEOK JONG J. Investigation on ablation behavior of CFRC composites prepared at different pressure. Composites: Part A 35,1285– 1290, 2004

Publicado

2018-12-03

Número

Sección

Articulos Originales

Cómo citar

nálisis microscópico post-quema del material del inserto de la tubería de motor cohete a propelente sólido:: concepción teórica (Parte I). La Revista de la Universidad de la Fuerza Aérea , Rio de Janeiro, v. 31, n. 2, 2018. DOI: 10.22480/revunifa.2018.31.480. Disponível em: https://revistadaunifa.fab.mil.br/index.php/reunifa/article/view/480.. Acesso em: 14 nov. 2024.

Artículos similares

161-170 de 426

También puede Iniciar una búsqueda de similitud avanzada para este artículo.