การทดสอบและวิเคราะห์สมรรถนะของระบบขับดันแบบเชื้อเพลิงไฮบริด ของจรวดโดยใช้หัวฉีดแบบต่าง ๆ
Article Sidebar
Main Article Content
บทคัดย่อ
ปัจจุบันการพัฒนาระบบขับดันของจรวดจะต้องมีคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ ความปลอดภัย ความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม ความประหยัดและความสามารถในการควบคุมการเปิดปิดของการเผาไหม้ได้ จึงทำให้นักวิจัยและวิศวกรค้นหาเทคโนโลยีทางเลือกโดยการนำทฤษฎีมาประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติซึ่งได้เกิดนวัตกรรมที่น่าสนใจนั่นคือ ระบบขับดันแบบเชื้อเพลิงไฮบริดของจรวด โดยมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเพราะรวมข้อดีของระบบขับดันแบบเชื้อเพลิงแข็งและแบบเชื้อเพลิงเหลวของจรวดเข้าด้วยกัน ระบบขับดันแบบเชื้อเพลิงไฮบริดเป็นการผสมผสานระหว่างออกซิไดเซอร์ที่อยู่ในสถานะของเหลวและเชื้อเพลิงที่อยู่ในสถานะของแข็ง ในการวิจัยนี้จัดทำขึ้นเพื่อทดสอบและวิเคราะห์สมรรถนะของระบบขับดันแบบเชื้อเพลิงไฮบริดโดยการออกแบบและสร้างหัวฉีดแบบต่าง ๆ มาทดสอบเข้าด้วยกันกับระบบขับดันแบบเชื้อเพลิงไฮบริดของจรวด โดยหัวฉีดจะมีทั้งหมด 10 แบบโดยจะแบ่งออกเป็น 4 กลุ่มคือ 1) แบบทางเข้าและทางออกเป็นแบบทรงกรวยแต่เส้นผ่านศูนย์กลางทางออกจะแตกต่างกัน ส่งผลต่อความสั้นหรือยาวของหัวฉีด 2) แบบที่มีทางเข้าและทางออกเป็นแบบทรงกรวยแต่จะมีเส้นผ่านศูนย์กลางคอคอดที่แตกต่างกัน ส่งผลต่อพื้นที่หน้าตัดที่อากาศไหลผ่าน 3) แบบที่มีทางเข้าเป็นแบบทรงกรวยและทางออกเป็นแบบมีความโค้งจะมีทั้งหมด 3 แบบ ส่งผลต่อลักษณะการไหลของอากาศบริเวณทางออก และ 4) แบบที่มีมุมทางเข้าและทางออกมีขนาดแตกต่างกัน ส่งผลต่อลักษณะความชันของมุมหัวฉีด โดยมีค่าเรย์โนลด์ นัมเบอร์ต่ำกว่า 1×104 ผลที่ได้จากการทดสอบแสดงให้เห็นว่าค่าแรงขับของกลุ่มที่ 1 ได้แรงขับสูงสุด ส่วนค่าแรงดลจำเพาะที่มากที่สุดจะเป็นของกลุ่มที่ 3
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
ต้นฉบับที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นสิทธิของเจ้าของต้นฉบับและของวารสารวิชาการ มทร.สุวรรณภูมิ เนื้อหาบทความในวารสารเป็นแนวคิดของผู้แต่ง มิใช่เป็นความคิดเห็นของคณะกรรมการการจัดทำวารสาร และมิใช่ความรับผิดชอบของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ
References
Arrington, L. A., Reed, B. D., & Rivera, A. (1996). A Performance Comparison of Two Small Rocket Nozzles. In 32nd Joint Propulsion Conference (pp. 1-11). Florida: Aerospace Research Central.
Corchado, S. E. (2016). Design and Construction of An Upgraded Hybrid Rocket (bachelor’s thesis). Universidad Carlos III de Madrid. Spain.
Cortes, E., Garnica, S., Khalighi, S., Lee, W. L., Liu, B., Pathan, A., Ramos, J., Suppanade, N. D., & Wells, J. D. (2013). Experimental Sounding Rocket: Sonic Eagle. In 8th Intercollegiate Rocket Engineering Competition (pp. 1-7). Utah: Spaceport America.
Humble, R. W., Henry, G. N., & Larson, W. J. (1995). Space Propulsion analysis and Design. New York: McGraw-Hill.
Okninski, A., Marciniak, B., Bartkowiak, B., Kaniewski, D., Matyszewski, J., Kindracki, J., & Wolanski, P. (2015). Development of the polish small sounding rocket program. Acta Astronautica, 108, 46-56.
Palateerdham, S. K., Ingenito, A., & Ciprioti, S. V. (2020). Experimental Investigation of the Paraffin Thermomechanical Properties and Hybrid Rocket Engine Performance for Different Fuel Grain Formulations (master’s thesis). Sapienza University of Rome. Italy.
Singh, J., Zerpa, L. E., Partington, B., & Gamboa, J. (2019). Effect of nozzle geometry on critical-subcritical flow transitions. Heliyon, 5(2), e01273.
Singh, S. (2013). Solid rocket motor for experimental sounding rockets. Advances in Aerospace Science and Applications, 3(3), 199-208.
Suksila, T. (2017). Experimental investigation of solid rocket motors for small sounding rockets. IOP Conference Series: Materials, 297, 012009.
Sutton, G. P., & Biblarz, O. (2001). Rocket Propulsion Elements. New Jersey: John Wiley & Sons.
Tsohas, J., Appel, B., Rettenmaier, A., Walker, M., & Heister, S. D. (2009). Development and Launch of the Purdue Hybrid Rocket Technology Demonstrator. In 45th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit (pp. 1-20). Colorado: Aerospace Research Central.