Os foguetões são expostos a pressões elevadíssimas, especialmente durante o lançamento. Para evitar avarias durante a operação, as peças dos foguetões — especialmente os motores dos foguetões — são submetidas a testes e inspeções exaustivos. Por exemplo, os motores de foguetões novos ou modificados requerem testes para assegurar que não ocorram instabilidades de combustão. Quando se usa propulsor líquido, o mecanismo de fornecimento precisa de ser caracterizado e otimizado. Medir a pressão de ignição dinâmica é essencial para o lançamento seguro dos foguetões.
Testes a motores de foguetões – caracterização da impulsão, pressão e vibração
Até 750 Hz
Medição da força dinâmica de alta frequênciaAté 700 °C
Medição dinâmica da pressão diretamente na câmara de combustão: com sensores de alta temperatura (que funcionam a a 1000 °C por curta duração)Criogénica
Caracterização dinâmica do fornecimento de combustível propulsor líquido com sensores piezoelétricos de pressão e de aceleraçãoMedição a longo prazo
da pressão estática com sensores de pressão piezorresistivosCaracterização da impulsão, da pressão dinâmica e da vibração
A eficiência de combustível nos combustíveis sólidos para foguetões a combustível sólido, ou a mistura de combustível no caso de foguetões a combustível líquido, é uma das principais preocupações dos designers de motores de foguetões. Caracterizar a propulsão do próprio motor proporciona uma compreensão clara de quanta propulsão pode ser produzida com um determinado desenho do bocal. Isto permite aos engenheiros calcular a impulsão específica do material de combustão e estudar as diferentes fases do funcionamento de um motor de foguetão — como ignição, queima e desligamento. Os dinamómetros de 6 componentes específicos para cada cliente, baseados em tecnologia piezoelétrica, costumam ser utilizados para tais investigações.
Esta abordagem também fornece uma compreensão profunda da injeção e da mistura de componentes do combustível, do tempo de ignição e da combustão — conhecimentos essenciais para verificar o desempenho seguro de um motor de foguetão e promover o desenvolvimento de tecnologias de propulsão. Os sensores piezoelétricos de pressão e aceleração da Kistler abrangem uma gama extrema de estabilidade e dinâmica, a temperaturas extremamente elevadas, necessárias para enfrentar os desafios encontrados em ambientes extremos na câmara de propulsão.
Alta frequência natural
Fornecemos sensores de força com frequências naturais superiores a 50 kHz, para medições altamente dinâmicas.Variabilidade
A tecnologia dos sensores PE permite medições de força quase estáticas e dinâmicas com alta resolução.Adaptabilidade
Os sensores de força monocomponentes e multicomponentes da Kistler podem ser combinados com dinamómetros específicos para cada aplicação.Monitorização e caracterização da pressão estática
Por último, mas não menos importante, a monitorização da pressão estática é outra medida importante nos testes a motores de foguetões. Este processo, realizado numa plataforma de testes para motores de foguetões, inclui a monitorização e o controlo do fluxo do propulsor, bem como a medição da pressão estática na câmara de combustão. A monitorização e o controlo do fluxo do propulsor para motores de foguetões a combustível líquido requer sensores de pressão estática. Os sensores de pressão “piezoresistivos” da Kistler utilizam um elemento sensor de silício micromaquinado e com cavidades. São adequados para aplicações com meios que são compatíveis com cápsulas cheias de óleo de silicone.
Resposta à frequência
A medição de pressão estática a longo prazo exige tecnologia piezorresistiva, com funcionamento inerente de 0 Hz a 5 kHz, ao contrário dos sensores piezoelétricos, que apenas permitem um funcionamento quase-estático.Segurança intrínseca
Dependendo da utilização e instalação do sensor de pressão, pode ser necessária uma proteção inerente contra a ignição de ambientes explosivos.Estabilidade a longo prazo
Os sensores de pressão piezorresistivos utilizam um elemento sensor de silício, micromaquinado, preenchido com óleo e gravado por cavidades, que fornece uma estabilidade inerente de 0,1%/ano, a longo prazo.Monitorização dinâmica da pressão e da vibração
A compreensão profunda da injeção dos componentes do combustível e sua mistura, tempo de ignição e combustão é absolutamente essencial para verificar o desempenho fidedigno dos motores de foguetões e para impulsionar o desenvolvimento das tecnologias de propulsão. Os sensores piezoelétricos de pressão e aceleração da Kistler abrangem a gama extrema de estabilidade e dinâmica de temperaturas ultraelevadas necessária para enfrentar os desafios encontrados em ambientes de câmara de propulsão extrema.