Análise numérica do processo de ablação na tubeira de um foguete híbrido

Abstract

O ambiente encontrado dentro dos foguetes é bastante severo, onde as pressões e temperaturas são elevadíssimas. Se faz necessário a utilização de escudos térmicos para a proteção dos componentes do foguete. Função que é realizada pelos materiais ablativos, cuja função é absorver o calor dos gases expelidos pelo foguete enquanto é consumido. As reações químicas que ocorrem nos gases, como as reações heterogêneas decompõem o material da superfície. Com isso os materiais ablativos sofrem de erosão, que é a regressão de sua superfície, que tem como efeito colateral a diminuição da eficiência e do desempenho do foguete em operação. O objetivo do presente trabalho é apresentar um modelo numérico computacional que simule o funcionamento do foguete hibrido SARA, nas condições semelhantes dos testes estáticos realizados pelo CPL na Universidade de Brasília. Em seguida, desenvolver uma User Defined Function com um modelo termoquímico de ablação para calcular a regressão da parede causada pela erosão termoquímica durante o funcionamento do motor. Finalmente, os resultados da simulação serão utilizados para avaliar os efeitos da erosão na performance do foguete, quantificar a regressão da parede e comparar com os dados experimentais.