Una startup ucraniana realiza nuevas pruebas para su motor

El concepto sigue manteniéndose.

Olga Ozhogina es una reportera espacial, periodista y fotoperiodista ucraniana. Contribuyó con este artículo a Expert Voices: Op-Ed & Insights de Space.com a través del centro de prensa de Promin Aerospace, una nueva empresa de cohetes ucraniana.

La empresa ucraniana de cohetes Promin Aerospace, que actualmente está desarrollando un vehículo de lanzamiento autofágico ultraligero, ha realizado una nueva serie de estudios sobre su motor único. Las pruebas iniciales de la startup demostraron la viabilidad del concepto técnico. Con cada nuevo experimento, los ingenieros mejoran el diseño probando diferentes variaciones del conjunto del motor.

El concepto del cohete se basa en la tecnología autofágica o "autodevoradora", propuesta inicialmente por el director técnico de Promin Aerospace, Vitaliy Yemets.

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En un cohete autofágico, el casco se utilizaría como combustible sólido para cohetes, además de otros propulsores que se llevan a bordo. Para ello, el material del casco debe ser lo suficientemente resistente y tener suficiente combustibilidad. Durante el vuelo del cohete, el cuerpo se consume, lo que permite una reducción de masa a medida que viaja y no deja residuos una vez completado el vuelo. Este avance permitiría lanzamientos más eficientes y respetuosos con el medio ambiente.

Durante dos meses, se llevaron a cabo tres experimentos con diferentes variaciones del diseño del motor y la boquilla, lo que permitió a Promin Aerospace identificar e investigar desafíos, así como mejorar el rendimiento general del conjunto. Como la tecnología del motor es única, todas las pruebas tuvieron que ser diseñadas por el equipo de ingeniería desde cero, detectando y eliminando defectos.

Gracias a estas tres pruebas iniciales, fue posible mejorar el sistema de suministro de combustible y probar nuevos componentes del combustible, que demostraron su seguridad y eficiencia. Todos los parámetros necesarios fueron medidos y registrados.

Para el cuarto experimento, el equipo de ingeniería utilizó el mismo agente oxidante que se utilizó en el tercer experimento, así como una boquilla en forma de campana, para mantener las variables consistentes en la nueva prueba. Además, los ingenieros utilizaron una barra de combustible de polímero y una mezcla de gas y oxígeno como motor de arranque. Utilizaron múltiples sondas de temperatura para controlar la temperatura en numerosas áreas del motor y manómetros tanto en la cámara de combustión como en el cilindro neumático.

Siguiendo experimentos anteriores, la varilla de propulsor se introdujo en el gasificador mientras se registraban los parámetros de disparo con múltiples sensores. Se demostró que los sistemas de alimentación de combustible de arranque y de elementos combustibles funcionan de manera confiable; no se registraron problemas para lograr la combustión y el componente inicial del experimento proporcionó una presión más alta en comparación con experimentos anteriores.

Cuando se suministró el combustible de arranque, se registró una presión de 4 atmósferas (atm) en la cámara de combustión. La presión del suministro de combustible se mantuvo estable entre 9 y 9,5 atm y el combustible de arranque se cortó a los 203 segundos (3 minutos y 23 segundos).

La velocidad de avance medida fue de 10 milímetros por segundo (mm/s), lo que demuestra un rendimiento adecuado, y la presión alcanzó un máximo de 12 atm. Este experimento permaneció estable durante 252,95 segundos (4 minutos y 12,95 segundos) a una velocidad de 10 mm/s y 12 atm.

El experimento duró aproximadamente 280 segundos (4 minutos y 40 segundos). A los 252,95 segundos, una bengala salió de la ruta de alimentación, seguida de un estallido y la terminación del movimiento del conjunto. No se causaron daños al motor ni a la estructura de montaje, y los resultados del experimento muestran que todo funcionó bien, aunque deben ocurrir algunos cambios menores. Para la siguiente prueba, se mejoró el sello de entrada del conjunto.

En general, el sistema funcionó de forma fiable y proporcionó suficiente presión en la cámara de combustión. La combustión de componentes en el modo de funcionamiento proporcionó una presión más alta que el combustible de arranque. Hasta ahora, todos los experimentos han permitido seguir desarrollando un concepto eficiente y seguro.

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Para nuestro quinto experimento, el equipo de ingeniería utilizó otro tipo de combustible y oxidante, pero mantuvo el uso de la boquilla en forma de campana. La prueba se realizó de manera similar a las anteriores, suministrándose la mezcla inicial a una presión de 4 atm y apagándose a los 204 segundos (3 minutos y 24 segundos), suministrándose el nuevo combustible primario a una presión de 9 atm.

La presión dentro de la cámara de combustión cayó después de que se apagó el combustible de arranque, pero aumentó gradualmente a 10 atm, y en 248 segundos (4 minutos y 8 segundos), la temperatura del motor había alcanzado el nivel operativo. A los 252 segundos (4 min y 12 segundos), la presión se salió de la escala y el conjunto combustible se detuvo. Después de la investigación, los ingenieros determinaron que el aumento de presión se debía a un bloqueo en la boquilla, ya que la carcasa del gasificador estaba arrancada.

A pesar de esto, los ingenieros descubrieron que el elemento combustible de arranque elegido funcionaba de forma fiable. La presión en la cámara de combustión se correlacionó con la velocidad de alimentación de los componentes de trabajo con un retraso en el tiempo de reacción.

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El sexto experimento se realizó con la mezcla inicial suministrada bajo una presión de 4 atm y se apagó a los 188 segundos (3 minutos y 8 segundos). Utilizaba un nuevo combustible primario, que se suministraba a una presión de 25 atm. La presión dentro de la cámara de combustión permaneció en 8,5 atm hasta aproximadamente 300 segundos (5 minutos) cuando se encendió una llamarada en la unidad de suministro de elementos combustibles en la parte inferior de la cámara de combustión.

En ese momento, la cámara de combustión comenzó a sobrecalentarse y el acero se volvió blanco. Según los sensores y las tablas de colores de calor, alcanzó una temperatura de aproximadamente 1.830 grados Fahrenheit (alrededor de 1.000 grados Celsius). La velocidad de avance de este elemento combustible era desigual, con un valor máximo de 14 mm/s. El experimento duró 350 segundos (5 minutos y 50 segundos).

En general, el experimento se desarrolló con una presión dentro de los límites y sin explosiones incontroladas, lo que demuestra la fiabilidad de esta variante de construcción.

"El uso del nuevo polímero como componente principal del combustible fue eficiente y seguro, ya que no hubo un aumento crítico de presión. Por eso consideraremos esta variante. Después de esa prueba, el sello de entrada del conjunto se apretará más para evitar un sobrecalentamiento del combustible. la cámara de combustión", dijo Yemets.

El próximo experimento estará dedicado a probar el nuevo oxidante. Se espera que aumente la eficiencia de la combustión.

Después de las pruebas finales, Promin Aerospace planea realizar el primer lanzamiento de prueba de su cohete suborbital, seguido de su primera misión comercial a principios de 2023. En el futuro, la compañía también planea realizar lanzamientos orbitales.

Promin Aerospace fue fundada por Vitaliy Yemets y Misha Rudominski en 2021. Ese mismo año, la empresa cerró su primera ronda de inversión y demostró las capacidades de la tecnología autofágica, que podría reducir los costos de lanzamiento y los desechos espaciales.

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Olga Ozhogina es una reportera espacial, periodista y fotoperiodista ucraniana. Estudió aviónica en la Universidad Nacional de Aviación en la capital de Ucrania, Kiev, y periodismo en la Universidad Nacional de Dnipro en Dnipro, la famosa "Ciudad Espacial" del país. Aporta un conocimiento técnico considerable a su cobertura espacial y tiene una amplia gama de experiencia en múltiples plataformas en los medios de noticias.

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