Novel Use of Non-Combustible Propellant Analogs for Rapid, Safe, and Low-Cost Cryogenic Bipropellant Rocket Engine Testing
Notice bibliographique
Résumé
This study explores the novel use of safe, non-combustible propellant analogs for preliminary tests before hot-fire rocket engine testing. Originally developed by the Space Concordia team during the testing of their 35kN keralox bipropellant fuel rocket engine “Stewart,” this method addresses issues of cost, logistics, and safety in rocket engine testing. For full-scale rocket engines, safety clear zones, noise restrictions, and handling of propellants like kerosene and liquid oxygen pose significant hurdles for low-budget organizations in urban areas. This method utilizes liquid nitrogen as an analog for liquid oxygen and water or other high heat capacity room-temperature liquids as fuel analogs. These "cryo-flow" tests, common in the industry, obtain key parameters without combustion risks. However, these trials struggle with accurately determining feed system performance and potential cavitation due to low system pressure and lack of combustion backpressure. A new variation of this test resolves the aforementionedproblem. By adjusting the throat diameter of the engine, the rapid expansion of the inert cryogen in the combustion chamber post-injection achieves gas velocities of Mach 1 at the throat and can be tuned to match the design chamber pressure of combustion. This innovation allows the full engine system to be safely validated at hot-fire run pressures prior to hot-fire testing, reducing both cost and risk. This paper summarizes the concept of operations, the engine design that was validated with this method, the mobile rocket engine test stand, as well as backpressure cryo data compared to hot-fire data. This comprehensive review provides insights into the practicality and effectiveness of using noncombustible propellant analogs, presenting a significant advancement for resource-limited organizations, as well as cost and time savings for large institutions engaged in rocket engine development.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».