Desarrollo de un propelente sólido-compuesto basado en nitrato de amonio usando magnesio como combustible (2019)
Un propelente sólido es un compuesto que reacciona en la cámara de combustión de un cohete generando el empuje necesario para elevarse. Componentes como perclorato de amonio (AP) y aluminio (Al) han sido ampliamente utilizados dentro de la cohetería de mediano y largo alcance como oxidante y combustible respectivamente, lo que se traduce a su vez en altas tasas de combustión (r) y baja higroscopicidad [1]. Sin embargo, uno de los principales problemas de los propelentes con AP son los productos de combustión que incluyen ácido clorhídrico (HCl), cloro, óxidos de cloro y óxidos de aluminio, presentando efectos negativos en el medio ambiente [2]. Para dar solución a la problemática planteada, se diseñó un protocolo de seguridad para la elaboración de probetas de propelente y se realizó una caracterización previa de los componentes adquiridos para el desarrollo de la fase experimental, la cual consistió en un diseño factorial y un diseño de mezclas con vértices extremos con el fin de desarrollar un propelente sólido basado en NA utilizando Mg como combustible y polibutadieno terminado en hidroxilo (HTPB) como agente aglutinante para su caracterización termoquímica. El diseño factorial realizado indica que los resultados del sistema son gobernados por los efectos principales, siendo la interacción entre factores no significativa. Se determinó que los tamaños de partícula de 63 μm y 125 μm logran la mayor tasa de combustión (r) sin diferencia significativa entre ellos. Al evaluar el efecto de la resina HTPB, se determinó que la resina tipo III permite alcanzar la mayor tasa de combustión (r), con diferencias significativas con la resina tipo I. Se determinó que la composición que mejora la tasa de combustión del propelente es 0.1:0.3:0.6 de HTPB/Mg/NA, alcanzando una tasa de combustión de 2.406 mm/s, lo cual se validó experimentalmente alcanzando una tasa de 2.287 mm/s, lo que representa un error entre el modelo cuadrático obtenido y los datos experimentales inferior a 9.947 % con un error típico de ± 3.748 %.