Пропеллент, получивший название FAM-110A, представляет собой смесь двух коммерчески доступных солей.
«В отличие от гидразина, наиболее часто используемого монотоплива, доступного сегодня, наша смесь нетоксична. Кроме того, он более плотный, поэтому для хранения можно использовать резервуар меньшего размера.
А поскольку он может использоваться в комбинированном химико-электрическом двигателе, он требует меньше водопровода, чем две отдельные системы двигателя с их собственным топливом ", – сказал Николас Расмонт, аспирант, который работает с преподавателем AE Джошуа Рови.
Расмонт сказал, что в его исследовательском проекте рассматривается скорость его сгорания в химическом режиме с высокой тягой и то, как он работает при разных давлениях. Полученные данные помогут обосновать конструкцию ракетного двигателя, использующего этот тип топлива.
«Мы узнали, что условия приготовления и хранения имеют более глубокое влияние на скорость горения, чем мы ожидали», – сказал Расмонт. "У нас пока нет полного объяснения этого. Мы думаем, что это потому, что FAM-110A может очень быстро поглощать влагу из атмосферы. Оба компонента гигроскопичны, и другие исследователи обнаружили, что даже небольшое увеличение содержания воды может изменить характеристики горения аналогичных ракетных топлив."
В ходе эксперимента изучался FAM-110A вместе с двумя элементами управления, характеристики горения которых хорошо известны: нитрометан и смесь 80% HAN с 20% воды.
Пропелленты подвергались давлению в диапазоне от 0.5-11.0 мегапаскалей, в то время как высокоскоростная камера фиксировала изображения пламени для расчета скорости горения.
«Жидкое топливо помещено в кварцевую трубку внутри камеры сгорания высокого давления. Камера закрывается и заполняется азотом, затем верхняя часть жидкости воспламеняется, фронт пламени опускается вниз по трубе и наблюдается через смотровое окно. Полное сгорание может занять от нескольких секунд до нескольких сотых секунды."
«Скорость горения влияет на то, как вы проектируете двигатель», – сказал Расмонт. "Если ваша скорость горения слишком высока, у вас будет вспышка горения, при которой пламя разложения попытается вернуться через трубопровод в резервуар.
Это происходит так быстро, что может все взорвать.
«Но с другой стороны, если у вас слишком низкая скорость горения, то горение будет трудно поддерживать.
В конце концов, мы хотим работать в зоне Златовласки, где скорость горения не слишком высока, поэтому это безопасно, и не слишком низко, чтобы горение было стабильным и эффективным. Мы обнаружили, что FAM-110A имеет довольно широкую зону Златовласки, без резких изменений скорости горения с увеличением давления.
Кроме того, плато скорости горения при высоком давлении, что также является желательным поведением.
"Это означает, что мы могли бы построить ракетный двигатель, используя наше топливо, чтобы работать практически при любом уровне давления. Однако мы также узнали, что FAM-110A оставляет значительное количество жидких остатков после сгорания. Это нежелательно, поскольку означает, что сгорание неполное. Возможно, нам придется изменить формулировку, чтобы повысить эффективность его сгорания."
Расмонт сказал, что следующим шагом будет попытка использовать его на реальном ракетном двигателе, чтобы убедиться, что это практично. "Проведенные нами здесь тесты обнадеживают, но они также указывают на ограничения и возможности, которые мы можем улучшить."
Смотрите видео сгорания: https: // youtu.be / 7Riz4t6D6As