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Sul progetto dei propulsori pulsati a solido

By Gianni Pellegrini

Abstract

Questa tesi ha riguardato lo studio di alcuni problemi relativi alla progettazione di propulsori pulsati a solido. In primo luogo il funzionamento di questi propulsori è stato analizzato mediante modelli euristici, ed in particolare del modello slug e del modello snowplow. Sono stati presi in esame vari tipi di circuiti con i quali è possibile immagazzinare l’energia necessaria per generare la scarica di corrente: banco di condensatori, linea di trasmissione e rete formatrice di impulso. Per ogni soluzione studiata il modello teorico è stato integrato con le equazioni descrittive del circuito. Mediante l’utilizzo di tecniche numeriche il sistema di equazioni è stato risolto per una varietà di possibili condizioni di funzionamento. Le soluzioni ottenute sono documentate attraverso un’ampia casistica riportata in Appendice. Per quanto riguarda l’analisi del processo ablativo e l’immagazzinamento del propellente sono stati studiati alcuni modelli semiempirici per la stima della massa ablata ad ogni scarica ed un modello per lo stivaggio del propellente in propulsori coassiali ad alimentazione radiale. Gli elementi forniti potranno risultare utili nel progetto di nuovi propulsori e nella valutazione delle loro prestazioni sperimentali. ------------------------------------------------- ------------------------------------------------- ----------------------------------------- This thesis deals with various aspects of solid propellant pulsed plasma thruster design. The behavior of devices of this class was first analysed by means of euristic models such as the slug model and the snowplow model. Different types of energy storage circuits needed to power the pulsed current discharge were considered: capacitor bank, transmission line and pulse-forming-network. For each energy storage solution the theoretical model was completed with the relevant circuit equations. The model equations were then integrated by means of numerical techniques and solutions were obtained for a variety of operating conditions. An ample selection of the solutions obtained is provided in the relevant Appendix. Regarding the study of the ablation process two semi-empirical models are described that can help estimate the rate of ablated mass per shot. A practical solution is finally suggested for the storing of the solid propellant in coaxial PPTs with radial feed. Results provided in this thesis should hopefully prove useful in the design of new PPTs and in the evaluation of their experimental performance

Topics: INGEGNERIA
Publisher: Pisa University
Year: 2046
OAI identifier: oai:etd.adm.unipi.it:etd-09212006-173300

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