Descripción
El proyecto consiste en la fabricación de combustible sólido a base de nitrato de potasio y azúcar, en una proporción de 65:35 en peso, respectivamente. Ambos componentes serán mezclados a una temperatura de aproximadamente 200 °C, formándose una sustancia viscosa que, al solidificar sobre un molde, originará un cartucho de combustible. Se construirá un banco de pruebas con modelos de cohetes de aproximadamente 10 cm de largo por 2.5 cm de diámetro. En uno de los extremos se adaptará una tobera supersónica diseñada para producir el mayor valor de empuje.
Los modelos de cohetes estarán montados y sujetos sobre el banco de pruebas, de tal forma que no saldrán de dicha zona. Esto permitirá medir la fuerza de empuje durante un tiempo determinado mediante galgas extensométricas. Se elaborarán diversas formulaciones, incluyendo algunos catalizadores, en conjunto con variaciones en el tamaño de grano de los reactivos. Las muestras de combustible se evaluarán en el banco de pruebas y se analizarán mediante microscopía, con el fin de determinar las características de la formulación más adecuada.
Adicionalmente, se evaluará el desempeño teórico y experimental de diversas toberas de campana diseñadas mediante el método de las líneas características.
Problemática
Uno de los grandes retos es medir, a determinadas alturas, la presencia de partículas nocivas para la salud. Para ello, se prepararán lanzamientos de artefactos que lleven la instrumentación necesaria para medir la presencia de agentes en el aire a varias altitudes. Uno de los problemas más comunes dentro de la zona de la ciudad de Mexicali es la mala calidad del aire y, por ende, el riesgo a la salud pública de los habitantes de la ciudad. Es por ello que se propone mejorar la forma en que se posicionan microsatélites para monitorear condiciones medioambientales en las regiones de la ciudad. Para la universidad es vital fabricar su propio combustible, ya que de esta forma no dependería de las costosas adquisiciones y regulaciones de combustibles sólidos comerciales; adicionalmente, tendría la capacidad de proponer una normativa para el uso de este tipo de combustible.
Objetivo
Fabricar combustible sólido de forma segura y certificada, mediante la síntesis de azúcar y nitrato de potasio, para su uso en sistemas de propulsión de cohetes con fines de monitoreo de partículas en el aire.
Impacto
Dos tesis de licenciatura concluidas, proceso documentado de fabricación de combustible sólido y método para el diseño de toberas supersónicas.