نوع مقاله : علمی- ترویجی

نویسندگان

1 اسـتادیار ، پژوهشـگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

2 استادیار، پژوهشگاه هوافضـا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

چکیده

رانشگرهای تک‌مؤلفه‌ای سیستم کنترل وضعیت، یک نیاز برای توسعه و کاربردی‌سازی ماهواره‌ها در فضا هستند که از فناوری بالا و گران‌قیمتی نیز برخوردارند. هم‎‌اکنون رانشگرهای هیدرازینی، پرکاربردترین رانشگرهای سامانه‌هایِ هدایت و کنترل محموله‌های بازگشتی و محموله‌های سرنشین‌دار محسوب می‌شوند. در این مقاله، ایجاد کاتالیزور و بستر کاتالیزوری برای تجزیة هیدرازین در رانشگرهای تک‎مؤلفه‎ای کم‎پیشران بحث شده است. محفظة احتراق این نوع رانشگرها حاوی گرانول‌های کاتالیزور است که حجم آن به مقدار بهینه انتخاب می‌شود. همچنین، مواد تشکیل‌دهندة کاتالیزور، روش‌های ساخت کاتالیزور و بستر کاتالیزوری، ملاحظات ساخت و الزامات و همچنین جانمایی آن معرفی و به تفضیل مورد بررسی قرار می‎گیرد. تحقیق حاضر کاربردی بوده و در حال حاضر در پژوهشگاه هوافضا تهیه کاتالیزور برای استفاده در تراسترهای 10 نیوتنی هیدرازینی در کاوشگرهای فضایی در دست تهیه است و در مرحلة اول به اندازة 50 سانتی‎متر مکعب تهیه خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Making Catalyst and Preparing Catalyst Bed for Hydrazine Decomposition in Low-Thrust Monopropellant Thrusters

نویسندگان [English]

  • Mohammad Reza Salimi 1
  • Hadiseh Karimaei 2

1 Assistant Professor, Aerospace Research Institute, Ministry of Science, Research and Technology، Tehran، Iran .

2 Assistant Professor, Aerospace Research Institute, Ministry of Science, Research and Technology. Tehran. Iran

چکیده [English]

Monopropellant thruster of attitude control system is a requirement for the development and functionalization of satellites in space, which have expensive and high-tech technology. Hydrazine thrusters are currently the most widely used thrusters for guidance and control systems of re-entry and manned spacecraft. In this paper, making catalyst and preparing catalyst bed for hydrazine decomposition in low-thrust monopropellant thrusters are discussed. The combustion chamber contains catalyst granules. The catalyst volume is selected in an optimum level. Also, catalyst materials, construction techniques of the catalyst and catalyst bed, constructional considerations and requirements, and its configuration are introduced and discussed in detail.The present study is applicable. At present, the aerospace research institute is preparing the catalyst granules for use in 10 N hydrazine threshers of a space probe, and in the first stage it will be prepared at 50 cm3.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Monopropellant thruster
  • Combustion Chamber
  • Catalyst
  • Catalyst Bed
  • Activation Energy
[1]    Yang, A.S., “Satellite Hydrazine Propulsion System Design Trades,” Journal of Da-Yeh University, Vol. 10, No. 1, 2001, pp. 41-50.
[2]    Karimaei, H., “Design and Simulation of Fuel Injector of a 10N Monopropellant Hydrazine Thruster”, Journal of  Space Science and Technology, Vol. 10, 2018, pp. 59-65 (in Persian).
[3]    Meibody, M.N.P., Naseh and Ommi, H.F., Hydrazine, Monopropellant Catalyst Bed Optimization Methodology, the 16th International Conference of Iranian Aerospace Society, Tehran, 21-23,Feb 2017.
[4]    Birbara, P.J. and Conn, W.L., Catalyst for Hydrazine Decomposition and the Method of Producing the Catalyst, US Patent 4324819, 1980.
[5]    Soares Netoa, T.G., Cobob, A.J.G. and Cruz, G.M. “Evolution of Morphologic Properties on the Preparation of Ir/Al2O3 Catalysts with High Metallic Contents,” Applied Surface Science, Vol. 240, 2005, pp. 355–365.
[6]    Armstrong, W.E., Ryland, L.B. and Voge, H.H., Catalyst for hydrazine decomposition and method for preparing such catalyst, US Patent 4124538, 1978.
[7]    Kesten, A.S., Analytical Study of Catalytic Reactors for Hydrazine Decomposition, Quarterly Progress Report, No. 6, United Aircraft Research Laboratories, Contract NAS 7-458, 1968.
[8]    Makled, A.E., Belal, H., “Modeling of Hydrazine Decomposition for Monopropellant Thrusters,” 13th International Conference on Aerospace Sciences & Aviation Technology, ASAT-13, May 26 – 28, 2009.
[9]    Kesten, A.S., Analytical Study of Catalytic Reactors for Hydrazine Decomposition, Quarterly Progress Report No 2 Report E910461-6 United Aircraft Research laboratories, 1966.
[10] Shankar, V., and Anantha Ram, K., “Experimental Investigations of the 10 N Eatalytic Hydrazine Thruster,” Acta Astronautica, Vol. 12, No. 4, 1985, pp. 237-249.
[11] Estes, R H, “Development and Implementation of a Process for Producing a Highly Wettable Aluminum PMD for the GPM Hydrazine Tank,” 48th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit (Atlanta, Georgia, 30 July-01 Aug 2012).
[12] Meibody, M.N.P., Naseh, H. and Ommi, F., “Hydrazine Monopropellant Catalyst Bed Optimization Methodology”, International Confrence of Iranian Aerospace Society, 2017.