Em um ano definido por obstáculos, uma equipe de foguetes estudantis da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign perseverou. Trabalhando juntos em cinco fusos horários, eles projetaram com sucesso um motor de foguete híbrido que usa parafina e uma nova mistura de óxido nitroso e oxigênio chamada Nytrox. A equipe tem como objetivo lançar um foguete com o novo motor na Competição Intercolegial de Foguetes e Engenharia de 2021.

"A propulsão híbrida impulsiona a espaçonave turística suborbital da Virgin Galactic e o desenvolvimento desse motor tem sido desafiador. Nossos alunos agora estão enfrentando esses desafios em primeira mão e aprendendo como superá-los, "disse o conselheiro do corpo docente da equipe Michael Lembeck.

No ano passado, a equipe testemunhou uma série de falhas catastróficas com motores híbridos que utilizam óxido nitroso. O propelente frequentemente superaquecia no deserto do Novo México, onde a competição IREC é realizada. Lembeck disse que isso motivou a equipe a encontrar um combustível alternativo que pudesse permanecer estável em temperatura. Nytrox surgiu como a solução para o problema.

Quando a equipe começou a trabalhar no motor no último semestre da primavera, A excitação para conduzir o teste hidrostático do tanque do oxidante no solo rapidamente se transformou em frustração, pois a equipe não tinha um local de teste seguro.

O líder da equipe Vignesh Sella disse:"Planejamos conduzir o teste na instalação de testes de motores a jato aposentada do aeroporto de Willard, na Universidade de Illinois. Mas o Departamento de Engenharia Aeroespacial suspendeu todos os testes até que os requisitos de segurança pudessem ser atendidos."

Sella disse que eles ficaram desanimados no começo, mas se reuniram criando uma reunião de revisão de segurança junto com outro grupo de foguetes de alunos para examinar suas opções.

"Como resultado dessa reunião, elaboramos um plano para levar o projeto adiante. A equipe híbrida avaliou rigorosamente nossos procedimentos de segurança, e nosso trabalho foi revisado pelo Dr. Dassou Nagassou, o gerente do Laboratório de Pesquisa Aerodinâmica. Ele se tornou um grande recurso para nós, e um mentor muito útil. "

Sella e Andrew Larkey também procuraram a Purdue University para tirar proveito de sua vasta experiência no campo da propulsão de foguetes. Eles se conectaram com Chris Nielson, que é estudante de graduação e gerente de laboratório em Purdue. Eles fizeram análises preliminares de projeto por telefone e foram eventualmente convidados a conduzir seus testes hidrostáticos e de fluxo frio nos Laboratórios Zucrow de Purdue, uma instalação dedicada a testar a propulsão de foguetes com vários especialistas no campo no local.

"Enviamos alguns dos membros lá para explorar o local e fazer anotações antes de trazer toda a equipe para um teste, "Sella disse." Essas reuniões, relacionamentos, e avanços, embora possam parecer suaves e fáceis de estabelecer, eram árduos e difíceis de alcançar. Foi um grande alívio para nós ter o apoio do departamento, um especialista em vasos de pressão como nosso mentor, e Zucrow Laboratories disponíveis para nossa equipe. "

O resumo estendido, que a equipe apresentou muito antes para a conferência AIAA Propulsão e Energia, presumiu que o motor teria sido montado e testado antes do início do processo de documentação. O líder da equipe, Vignesh Sella, disse que gostaria de documentar dados de testes, mas teve que mudar de tática em março. A mudança do campus para aulas apenas online também restringiu todas as atividades presenciais, incluindo aquelas de organizações estudantis registradas como o ISS.

"Como as interrupções causadas pelo COVID-19 obrigaram-nos a trabalhar remotamente, Nós dinamizamos o papel concentrando-nos na documentação dos processos de design e nas decisões que tomamos para o motor. Isso nos permitiu trabalhar remotamente e concluir um artigo que não estava muito longe do resumo original. Nossos membros, alguns dos quais são internacionais, reunidos no Zoom e no Discord para trabalhar no papel juntos virtualmente, em cinco fusos horários, "Sella disse.

Sella disse que ele e toda a equipe estão orgulhosos do que conquistaram e estão "retornando este outono com força total".

The Illinois Space Society é um técnico, profissional, e organização de estudantes de extensão educacional na Universidade de I no Departamento de Engenharia Aeroespacial. A sociedade é composta por 150 membros ativos. A equipe do motor de foguete híbrido consistia de 20 membros e é um dos cinco projetos técnicos da ISS. O projeto começou em 2013 com o objetivo de construir um motor de foguete híbrido de subescala antes de fazer a transição para um motor de escala real. O motor de foguete híbrido de subescala foi construído com sucesso e acionado a quente no verão de 2018, produzindo os resultados de teste positivos necessários para avançar para o projeto e fabricação de um motor em grande escala.

"Depois que o motor completa o teste, a próxima tarefa será integrar o motor ao veículo-foguete, "disse Sella" Isso exigirá a instalação de componentes de hardware de vôo dentro das restrições geométricas de um tubo de corpo de foguete e a fixação estrutural do motor ao veículo. "

Em junho de 2021, o foguete será transportado para o Spaceport America em Truth or Consequences para seu primeiro lançamento.

O papel, "Desenvolvimento de um motor de foguete híbrido Nytrox-Parafina, "foi publicado no 2020 AIAA Propulsion &Energy Forum .