Diseño, construcción y prueba estática experimental de un motor-cohete de combustible solido

• Robayo-Salazar, Rafael Andres ^[1] ; Portocarrero-Hermann, Julián ^[1] ; Meneses-Suta, Juan ^[1] ; Salgado-Díaz, Jonathan ^[1] ; Martínez-Riaño, Sergio ^[1] ; Delgado, Fernando ^[1] ; Gómez-Ruge, Andrea ^[1]
  1. [1] Escuela Militar de Aviación (EMAVI) – Fuerza Aérea Colombiana
• Localización: Revista UIS Ingenierías, ISSN-e 2145-8456, ISSN 1657-4583, Vol. 20, Nº. 2, 2021 (Ejemplar dedicado a: Revista UIS Ingenierías), págs. 97-108
• Idioma: español
• Títulos paralelos:
  • Design, construction and experimental static testing of a solid rocket motor
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• Resumen
  • español

    Este artículo presenta el diseño, construcción y prueba estática de un prototipo de motor cohete propulsado por combustible sólido tipo Candy. El diseño se basó en la metodología SRM (Solid Rocket Motor Design). El motor cohete incluyó el sistema ignitor, la cámara de combustión, el combustible sólido y la tobera. El diámetro interno de la cámara de combustión y la longitud total del motor cohete fueron de 27,67 mm y 230 mm, respectivamente. La tobera del motor cohete fue de tipo Laval convergente-divergente. El combustible sólido se basó en la mezcla de nitrato de potasio (KNO3) (oxidante) y azúcar de alta pureza (o sucrosa: C12H22O11) (combustible), cuya síntesis se logró a través de un proceso de fusión térmica (150-170°C durante 20-25 min). El desempeño del motor cohete fue evaluado mediante una prueba estática de combustión; arrojando como resultados una fuerza de empuje máxima (carga) de 227 N, un impulso total de 98,69 Ns y un impulso especifico de 65,8 s, permitiendo así, su clasificación como un motor cohete clase G. Los resultados obtenidos son considerados de gran importancia en el desarrollo y caracterización de motores cohete de combustible sólido, necesarios para impulsar el campo de la cohetería experimental en Colombia.

  • English

    This paper introduces the design, construction, and static testing of a solid rocket motor. The design was based on the solid rocket motor design methodology (SRM). The rocket motor included the igniter system, the combustion chamber, the solid propellant, and the nozzle. The internal diameter of the combustion chamber and the total length of the rocket motor were 27,67 mm and 230 mm, respectively. The rocket motor nozzle was of the convergent-divergent Laval type. The propellant was based on the mixture of potassium nitrate (KNO3) (oxidant) and high purity sugar (or sucrose: C12H22O11) (fuel), whose synthesis was achieved through a thermal fusion process (150-170 °C for 20-25 min). The performance of the rocket motor was evaluated using a static combustion test; resulting in a maximum thrust force (load) of 227 N, a total impulse of 98,69 Ns and a specific impulse of 65,8 s, thus allowing its classification as a class G rocket motor. The results obtained are considered of great importance in the development and characterization of solid rocket motors, necessary to promote the experimental rocketry in Colombia.