การวิเคราะห์ความเค้นความเครียดจากฟองอากาศในเนื้อดินขับเชื้อเพลิงแข็งโดยใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์

Abstract

ปัญหาหนึ่งที่พบในการหล่อดินขับจรวด คือ ปัญหาการเกิดฟองอากาศในเนื้อดินขับ ซึ่งส่งผลต่อการรับภาระกรรมของแท่งดินขับจากการใช้งานจรวดในสภาวะต่าง ๆ ความสำเร็จของการใช้งานจรวดขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย สิ่งหนึ่งคือความแข็งแรงของแท่งดินขับ ค่าความแข็งแรงดินขับประเมินได้จากการสร้างกราฟหลัก ซึ่งได้จากผลการทดสอบการดึงชิ้นงานตัวอย่างดินขับเชื้อเพลิงแข็ง ในงานวิจัยนี้เป็นการวิเคราะห์ความเค้นความเครียดในแท่งเชื้อเพลิงที่มีฟองอากาศอยู่ภายในโดยการใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ ผลการวิเคราะห์กรณีอุณหภูมิสูง 60°C พิจารณาค่าความเครียดสูงสุดจากฟองอากาศ พบว่า ความเครียดต่ำกว่าค่าสูงสุด นั่นคือ ผลของอุณหภูมิและฟองอากาศไม่ได้ทำให้แท่งดินขับเสียหาย ในกรณีความดันภายในมอเตอร์จรวดความเครียดของดินขับก็ยังอยู่ในระดับที่รับได้ และในกรณีความเร่ง 70 g ความเค้นที่ต่ำกว่าค่าสูงสุด โดยที่ค่าความปลอดภัยอยู่ที่ระดับ 1.3 นั่นคือ จากทั้งสามกรณี ความเร่งของจรวดส่งผลต่อดินขับค่อนข้างมาก อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะมีปัญหาฟองอากาศ ดินขับก็ยังสามารถรับภาระกรรมจากการใช้งานของจรวดได้