Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Cavitating Venturi as a Mass Flow Controller in a Deep Throttling Liquid Rocket Engine

Sekrecki Michał

Transactions on Aerospace Research

|

2023

|

Nr 3 (272)

72--86

EN

The most common solutions for rocket engines are the single operation point (thrust level) units. Oxidiser and fuel mass flow rates and the oxidiser-to-fuel mass flow rate ratio (OFR) are some of the determinants of the thrust level. Based on these, planetary ascent and descent; space rendezvous; orbital manoeuvring, including orientation and stabilisation in space; hovering, hazard avoidance during planetary landing; and ballistic missile trajectory control propulsion systems could use throttleable liquid engines. Several engine throttling methods, such as supply pressure variation and variable injector area, can be applied. Among others, a cavitating venturi propellant regulatory valve is one of the most promising throttling method. This type of valve can provide steady mass flow, despite the downstream pressure disturbance (i.e. from the combustion chamber), which sustains a stable engine thrust as the mass flow is kept. The article presents the valve sizing method, design and prototype test results of the cavitating venturi valve that has potential for utilisation in a deep throttling rocket engine. Mass flow stability and repeatability are presented for valve operating points in the 10%-110% nominal mass flow range. Valve design optimisation, based on CFD, to sustain cavitation for a higher downstream-to-upstream pressure ratio is shown.

2

Effect of vibration and stirring on 90% and 98% hydrogen peroxide

Okroj N., Michalska K., Jakusz B.

Materiały Wysokoenergetyczne

|

2018

|

T. 10

88--96

EN

The influence of vibration and stirring of 90% and 98% hydrogen peroxide (high test peroxide – HTP) of two different purity levels in accordance with MIL-PRF-16005F, was determined. Testing was conducted in order to evaluate safety of use of highly concentrated solutions of hydrogen peroxide. The influence of vibration on HTP was tested at different frequencies up to 100 Hz. Further testing investigated the influence of stirring HTP, at three different speed values: 2000 rpm, 4000 rpm and 6000 rpm. During both tests, decomposition was determined by measuring concentration loss using density assay. Liquid during the tests was visually inspected for visible signs of decomposition such as: foaming, gas emission, turbidity.

PL

Określono wpływ wibracji i mieszania na 90% i 98% nadtlenek wodoru klasy HTP o dwóch poziomach czystości zdefiniowanych w normie MIL-PRF-16005F. Badanie przeprowadzono w celu oceny bezpieczeństwa stosowania roztworów nadtlenku wodoru o wysokim stężeniu. Został zmierzony wpływ wibracji o częstotliwości do 100 Hz na HTP. W ramach kolejnego badania sprawdzono wpływ mieszania na HTP, gdzie zastosowano trzy różne prędkości mieszania: 2000 rpm, 4000 rpm i 6000 rpm. Rozkład nadtlenku wodoru mierzony był poprzez pomiar stężenia roztworu przy zastosowaniu metody densymetrycznej. Dokonano wizualnych obserwacji roztworu podczas badań pod kątem występowania widocznych oznak rozkładu, jak: pienienie, emisja gazów, zmętnienie.

3

Safety aspects of hypergolic propellants with hydrogen peroxide

Rarata G., Florczuk W.

Materiały Wysokoenergetyczne

|

2017

|

T. 9

136--144

EN

The hazards and risks associated with the handling, transportation and storage of hypergolic propellants based on highly concentrated hydrogen peroxide as an oxidiser, are discussed in the paper. The main focus has been placed on the assessment of possible hazards and preventative methods for the protection of technical staff and hardware associated with 98% hydrogen peroxide and the fast developing new “green” hypergolic propellants. The basic risks connected with the use of incompatible materials, human error and propellant properties have been described. The dangerous incidents and catastrophic accidents hitherto known with hypergolic propellants are related mainly to the toxic compounds based on hydrazine derivatives and dinitrogen tetroxide. The conclusions and remarks from available literature have been discussed and transferred into a form of handling procedures for “green” hypergols. As a result, the data, comparison with existing literature and the authors’ experience presented in this paper, try to illustrate what steps need to be taken during various research operations in a laboratory environment, when working with hypergolic rocket propellants. There are many ways of preventing unwanted events with the implementation of some being necessary to avoid or mitigate possible technical problems, incidents or even accidents. Some of the most important factors in risk minimization, when working with 98% hydrogen peroxide and hypergolic fuels, are presented.

PL

W artykule omówione zostały zagrożenia oraz ryzyka związane ze stosowaniem, transportem oraz przechowywaniem hipergolicznych materiałów pędnych, bazujących na wysoko stężonym nadtlenku wodoru, jako utleniacz rakietowy. W tym celu określone zostały potencjalne zagrożenia i metody ich zapobieganiu w odniesieniu do ochrony fizycznej personelu technicznego oraz aparatury, która może mieć bezpośredni kontakt z 98% nadtlenkiem wodoru oraz paliwami hipergolicznymi klasy „green”, tj. „ekologicznymi” i niskotoksycznymi. Przedstawiono podstawowe ryzyka wynikające ze stosowania materiałów konstrukcyjnych, niekompatybilnych z wybranymi cieczami, ludzkich błędów oraz właściwości wybranych paliw i 98% nadtlenku wodoru. Znane są groźne zdarzenia oraz katastroficzne w skutkach wypadki związane z wykorzystaniem samozapłonowych, toksycznych rakietowych materiałów pędnych bazujących na hydrazynie i jej pochodnych, w kontakcie z czterotlenkiem diazotu. Zdobyte doświadczenia oraz uwagi zawarte w dostępnej literaturze, a związane z toksycznymi, hipergolicznymi materiałami pędnymi, zostały przedstawione i zasugerowane jako procedury do zastosowania przy stosowaniu nowych, „ekologicznych” związków samozapłonowych. Na tej podstawie dokonano próby opisania środków zapobiegawczych przeciw potencjalnym zagrożeniom, występującym w praktyce badań laboratoryjnych z tego typu związkami. Opisane zostały również scenariusze zdarzeń i związane z nimi zagrożenia, a także wskazano procedury i metody, które je minimalizują lub całkowicie eliminują.

4

Właściwości, otrzymywanie oraz zastosowanie nadtlenku wodoru 98%+ klasy HTP

Florczuk W., Rarata G., Rokicka K.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2016

|

Nr 3 (244)

215--226

PL

Przedstawiono podstawowe, a zarazem dość unikalne, właściwości stężonych roztworów nadtlenku wodoru klasy HTP (High Test Peroxide). Pokazano rownież zarys historyczny oraz możliwości zastosowania tego związku chemicznego w napędach wraz z uwzględnieniem aktualnych tendencji rozwojowych silników rakietowych wykorzystujących nadtlenek wodoru klasy HTP. Zwrócono także uwagę na możliwość wykorzystania dostępnych w Polsce 60%, chemicznie czystych, roztworów nadtlenku wodoru w celu otrzymania roztworów klasy HTP. Dodatkowo, opisano również proces preparatyki nadtlenku wodoru opracowany w Laboratorium Materiałów Pędnych będącego częścią Zakładu Technologii Kosmicznych Instytutu Lotnictwa. Wykazano także konkurencyjność w zakresie jakości oraz kosztów związanych z preparatyką własnego HTP w Instytucie Lotnictwa, w stosunku do aktualnie komercyjnie dostępnego w Europie.

EN

The paper presents potentially "novel" and "green" rocket chemical propellant known as hydrogen peroxide of HTP class. The laboratory technology of obtaining the substance has been developed at IoA. However, the compound already is under extensive experimental research for its practical utilisation within the space propulsion applications. This liquid rocket propellant may be successfully used in various rocket engines. What more, recently has become promising alternative for utilised so far toxic propellants. The novel (in terms of its quality and renewed interest) high-energy liquid green propellant called HTP is 98%+ aqua solution of hydrogen peroxide of high purity (High Test Peroxide). It does not suffer from the disadvantages of typically used rocket propellants. The paper also presents the authors1 work in the field of HTP utilisation within the relevant industry.

5

Novel liquid compounds as hypergolic propellants with HTP

Rarata G., Florczuk W.

Journal of KONES

|

2016

|

Vol. 23, No. 1

271--278

EN

The paper presents both an experimental investigation and an up-to-date literature review over the hypergolicity of highly concentrated hydrogen peroxide with various liquid mixtures or novel chemical compounds that may be a potential candidate for rocket applications. Moreover, the coverage contains both, a historical and modern approach to hydrogen peroxide based hypergolic propulsion systems. In addition, the advantages of the oxidizer, especially in the form of 98% solution of hydrogen peroxide, are profiled in detail against the toxic ones that are currently utilized. Equally, the potential replacements for hydrazine, monomethyl hydrazine, unsymmetrical dimethyl hydrazine, dinitrogen tetroxide or their combinations, as propellants in rocket applications, are collected and discussed thoroughly in terms of their propulsive performance, availability on the market, storability, handling and general safety conditions for the technical staff as well as environmental compatibility. The ignition mechanism of the two main fuel groups, catalytically and energetically promoted, that reveal fast, spontaneous ignition with the highly concentrated hydrogen peroxide , is described too. Furthermore, the example that results from the simple drop tests are shown with special focus laid on the comparison of the minimum ignition delay time as the key parameter for the discussed fuel compositions. Lastly, the most prospective fuel combinations are discussed as desirable alternatives for the near-future bipropellant propulsion systems for the rocket or satellite applications, or other that demand high energy density.

6

Hydrogen Peroxide as a High Energy Compound Optimal for Propulsive Applications

Rarata G., Rokicka K., Surmacz P.

Central European Journal of Energetic Materials

|

2016

|

Vol. 13, no. 3

778--790

EN

This paper presents the authors’ experience in the field of the safe preparation and utilisation of HTP (98%+), a storable propellant that is finding use in various engineering applications. Brief characterisations of the material as well as examples of its potential use within relevant industries are provided. Additionally, some of the existing data and current research are included to demonstrate the full potential of this material which meets most of the needs of the propulsion industry. The laboratory technique for obtaining the substance that has been developed recently at the Institute of Aviation is briefly described. Utilisation of the method based on a special glass apparatus allows reproducible amounts of the substance to be obtained with relatively little risk.

7

The manganese oxides decomposition catalysts for highly concentrated hydrogen peroxide

Rarata G., Rokicka K.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2015

|

Nr 3 (240)

49--57

EN

The paper presents relatively simple but reliable laboratory method for the preparation of manganese oxides alumina supported catalysts for highly concentrated hydrogen peroxide decomposition. The number of batches of the pellet catalysts were prepared by simple wetness, impregnation method. In all cases the researched samples of the catalysts were impregnated with a precursor solution of potassium permanganate resulting in the formation of manganese oxide catalyst after the baking process. The primary assessment criterion performed after the preparation was percentage catalyst loading with respect to weight. The effect of various support kinds and the modifications of preparation process on the final properties of the catalyst has been evaluated. The activity and the durability have been assessed through the hot tests. The practical validation and application of the catalyst is its utilisation in the fixed catalyst bed in the rocket propulsion devices.

PL

Artykuł opisuje stosunkowo prosty i niezawodny sposób laboratoryjnego wytwarzania katalizatorów rozkładu wysoko stężonego nadtlenku wodoru. Każdą partię katalizatorów wytworzono w procesie impregnacji i spiekania. Tlenek glinu w postaci pelletów impregnowano w roztworze nadmanganianu potasu, następnie poddawano go spiekaniu i otrzymywano gotowy katalizator. Katalizatory po procesie poddawano ocenie zawartości fazy aktywnej, wpływu prekursorów oraz modyfikacji sposobu wytwarzania na jego trwałość.

8

Rozwój ekologicznych silników rakietowych na ciekłe materiały pędne

Florczuk W., Kublik D., Sobczak K.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2014

|

Nr 1 (234) March 2014

62--72

PL

W artykule zawarto zestawienie i omówienie ekologicznych materiałów pędnych będących obecnie tematem najliczniejszych publikacji w zakresie badań nad ciekłymi rakietowymi materiałami pędnymi stanowiącymi realną alternatywę dla obecnie stosowanych mieszanin typu MMH/MON, UDMH/NTO, czy hydrazyna. Należą do nich ADN, HAN, HNF oraz HTP. Dodatkowo, przedstawione zostały programy badań kosmicznych, gdzie jako źródło napędu platform satelitarnych zastosowanie znalazły opisane ekologiczne materiały pędne. Przedstawiono również wyzwania stojące przed konstruktorami pracującymi nad silnikami na ciekłe materiały pędne, a także trendy dotyczące ich przyszłych zastosowań.

EN

This article contains the survey of the non-toxic, environment friendly and low cost, green propellants being intensively investigated by the space propulsion communities. These propellants represent compounds with the highest potential to be used as an alternatives for the mixture of MMH/MON, UDMH/NTO or hydrazine in monopropellant propulsion. They include ADN, HAN, HNF and HTP. Additionally, the newest space missions with the utilization of the green propellants in their ACS (Attitude Control Systems) were described. The new challenges for the design and determination of the current trends in the field of development of the liquid rocket engines are also included.

9

Graphics editor online : Using the potential of Oracle InterMedia

Barczak A., Zacharczuk D.

Studia Informatica : systems and information technology

|

2009

|

Vol. 2(13)

31--40

EN

Oracle database system is a powerful tool. Article shows how to use some of its capabilities for processing multimedia data. We will show how to build web pages, how to use CSS and consequently step by step will create online image editor.

10

Presentation of relational and multimedia data using DAD access descriptors in Oracle 10g

Barczak A., Zacharczuk D.

Studia Informatica : systems and information technology

|

2008

|

Vol. 1(10)

27--35

EN

The form in which information stored in a database is presented to the user is as important as the data itself. Every year WWW websites are becoming more and more popular and easily accessible way of data visualization. This chapter is devoted to the problem of access to Oracle database from the search engine. Therefore, we shall discuss issues concerning the access descriptor in Oracle 10g and data presentation (both relational and multimedia) using i.a. HTF and HTP packages.