Análisis termo-mecánico de motor cohete Tatu-19 de 1400kg de empuje para banco de ensayo alimentado con LOx y LCH4

Abstract

El presente trabajo involucra una parte del proyecto Ve-CTA el cual consiste en el diseño, fabricación y lanzamiento de un vehículo lanzador experimental de 3,5 toneladas de empuje. Particularmente durante la etapa de diseño y validación del motor principal, se realizan en simultaneo desarrollos y pruebas de motores con cabezales de inyección y cámaras de empuje en menor escala con la finalidad de verificar el funcionamiento, parámetros críticos del ciclo y el comportamiento de los materiales en pruebas realizadas en un banco de ensayo. Es por este motivo que se lleva a cabo un análisis transitorio termo-mecánico de un motor de prueba de 19 inyectores tipo “swirl-swirl” alimentado con sistema de presurización en tanques y tobera (no refrigerada) durante la operación en banco. En este tipo de motor se utilizan propelentes líquidos, oxígeno para el oxidante y metano como combustible. Para el análisis termo-mecánico del motor se realizan etapas de cálculo, tanto analítico como simulaciones numéricas para verificar que los valores de tensiones, deformaciones y temperaturas se encuentren dentro de un rango admisible durante el funcionamiento, donde finalmente en el ensayo se verifican los cálculos realizados. El trabajo está enfocado en la etapa de cálculo, especialmente en la simulación por elementos finitos del cabezal de inyectores, cámara de combustión y tobera.