CBL - Campus del Baix Llobregat

Projecte llegit

Títol: Specification, design and development of a solid-propellant based rocket engine for suborbital sounding missions

Estudiants que han llegit aquest projecte:

Director/a: GUTIÉRREZ CABELLO, JORDI

Departament: FIS

Títol: Specification, design and development of a solid-propellant based rocket engine for suborbital sounding missions

Data inici oferta: 07-07-2020     Data finalització oferta: 07-03-2021


Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG SIST AEROESP
Tipus: Individual
 
Lloc de realització: EETAC
 
Paraules clau:
sounding rocket, nozzle, solid propellant
 
Descripció del contingut i pla d'activitats:
Aquest projecte consisteix en definir els requisits tècnics,
dissenyar i desenvolupar un
motor de coet de combustible sòlid. Aquest motor de coet és
ideat per tal de fer una
funció molt concreta: propulsar una càrrega útil de 0,3 kg de
massa fins a una alçada
de 100 km, en una trajectòria parabòlica tot fent un vol
suborbital. Aquesta càrrega útil
podria aprofitar les condicions úniques que ofereix un vol
suborbital; especialment, un
cert període de temps en microgravetat. El coet s’enlairaria
des d’una plataforma
situada a 30 km d’alçada, mitjançant un globus aerostàtic.
El motor hauria de complir 3 propietats principals: seguretat,
cost i robustesa.
Seguretat per a les persones encarregades dels processos de
posada en marxa del
motor: la construcció de l’estructura mecànica, el
processament del propel·lent, la
integració de totes les peces, el transport, etc. El cost de
tots aquests processos ha de
ser el més baix possible, per tal que sigui viable fer servir
aquest sistema de
llançament per part d’estudiants, universitats i centres de
recerca que disposin de pocs
recursos econòmics. A més a més, aquest motor ha de ser
robust; és a dir, ha de
funcionar correctament tant en condicions nominals com en
condicions que siguin, fins
a cert punt, desfavorables.
Com ja s’ha esmentat, el projecte està dividit en 3 parts:
definició, disseny i
desenvolupament. Els requisits tècnics es defineixen
mitjançant un procés de recerca
que té l’objectiu d’entendre el funcionament dels motors de
coet de combustible sòlid.
La part de disseny consisteix en trobar solucions
tecnològiques als requisits, tot
complint els les 3 propietats que ja s’han mencionat.
Finalment, a la part de
desenvolupament, es posen a prova alguns elements crítics del
motor, per tal de
validar, o bé invalidar i millorar, el disseny que s’ha fet.
 
Overview (resum en anglès):
This project consists in the definition of the technical requirements, the design and the development of a solid rocket engine. This rocket engine must fulfil a specific mission: to propel a 0.3 kg heavy payload to a height of 100 km, while following a parabolic trajectory, in a suborbital flight. The payload could make use of the very unique conditions experienced in a suborbital flight; namely, the microgravity conditions for a certain amount of time. The rocket would take-off from a launch platform lifted up to a height of 30 km, by means of an aerostatic balloon.

The engine must fulfil 3 main properties: safety, cost and robustness. It shall be safe, for anyone working on any of its associated processes: the manufacturing of its structure, the processing of the propellant, the integration of all elements, the transportation, etc. The cost of the engine shall be as low as possible, in order to pave the way for students, universities or research centres with low funds to use this launch system. Besides, the engine must be robust enough; that is, it must be able to work as expected at nominal conditions but also at slightly adverse conditions.

As has already been pointed out, the project is structured in 3 phases: definition, design and development. The first phase is based on research, and it must allow detailed acknowledgement on how a solid rocket engine works, thus allowing to define the technical requirements. The design phase consists on establishing technological solutions for the requirements, while fulfilling the 3 properties of the rocket engine that have already been mentioned. Finally, the development phase is about testing some critical elements of the engine, in order to validate, or either invalidate and thus improve, the design.

© CBLTIC Campus del Baix Llobregat - UPC