Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Preliminary design of a hybrid rocket engine

Arthur Jan Pazik

Abstract

The following work explains the basic notions and phenomena governing the internal ballistics of a hybrid rocket engine. Its purpose is to deliver a preliminary design of a hybrid rocket engine to be fitted on a new rocket using parts from the H1 sounding rocket program developed by the rocketry group of the student space association of the Warsaw University of Technology. The reuse of previously manufactured rocket modules puts great constraints on the possible design. These will have to be fulfilled with meticulous care to provide the craft with an acceptable flight envelope. The H1 rocket development has been conducted during the years 2013 to 2017 with 5 rockets launched. They were all propelled by a solid rocket engine. Some basic finite element method analyses have been performed on the preliminary mechanical design in order to confirm the feasibility of the proposed constructional solutions. At the end, a crude flight analysis is presented to show that the expectations arising from the first assumptions and constrains are met. An additional section of the work is destined to inform the reader of the additional analyses and simulations required in order to complete a full and safe design of such an engine. The designed rocket is meant to be a sounding rocket with peaceful applications. The current laws in place in Poland in ground based test sites allow flights up to 15km only. Thus the scientific use of the craft is limited to probing the lower portion of the stratosphere.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Arthur Jan Pazik (FPAE) Arthur Jan Pazik,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Wstępny Projekt Hybrydowego Silnika Rakietowego
Supervisor
Łukasz Mężyk (FPAE/IHE) Łukasz Mężyk,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Certifying unit
Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Affiliation unit
The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)
Study subject / specialization
, Lotnictwo i Kosmonautyka (Aerospace Engineering)
Language
(en) English
Status
Finished
Defense Date
07-02-2019
Issue date (year)
2019
Pages
61
Internal identifier
MEL; PD-4928
Reviewers
Jan Kindracki (FPAE/IHE) Jan Kindracki,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Łukasz Mężyk (FPAE/IHE) Łukasz Mężyk,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
Rakieta, Silnik rakietowy, Hybrydowy silnik rakietowy, chemia spalania, prędkość spalania, regresja, wagon wheel, BATES.
Keywords in English
Rocket, Rocket engine, Hybrid rocket engine, chemistry of combustion, burning rate, wagon wheel, BATES.
Abstract in Polish
Poniżej zawarta praca przedstawia podstawowe zjawiska zachodzące w balistyce wewnętrznej hybrydowych silników rakietowych. Celem pracy jest wykonanie wstępnych analiz silnika hybrydowego do zastosowania w nowej rakiecie. Podstawowe moduły rakiety są uzyskane z poprzedniego programu rakiet sondujących H1 wykonanych przez Sekcję Rakietową Studenckiego Koła Astronautycznego Politechniki Warszawskiej. Ponowne użycie już wykonanych części rakiety nakłada duże ograniczenia projektowe. Będą musiały one być spełnione, aby uzyskać satysfakcjonującą obwiednię lotu rakiety. Konstruckja rakiety H1 była rozwijana w latach 2013-2017, podczas których wykonano 5 lotów. Wszystkie wersje rakiety były napędzane rakietowym silnikiem na stały materiał pędny. Podstawowe analizy metodą elementów skończonych zostały przeprowadzone na wstępnym projekcie mechanicznym silnika, aby zatwierdzić wykonalność proponowanych rozwiązań. Na koniec została przeprowadzona podstawowa analiza lotu aby pokazać, że wstępne założenia projektu zostały spełnione. Dodatkowa część pracy ma na celu poinformować czytelnika o dodatkowych analizach oraz symulacjach niezbędnych do przeprowadzenia w celu ukończenia pełnego i bezpiecznego projektu silnika tego typu. Przedstawiony projekt rakiety jest przeznaczony do użytku pokojowego jako rakieta sondująca. Prawo obowiązujące w Polsce na czas pisania Pracy pozwala na loty rakiet jedynie do 15km z poligonów lądowych. Naukowe zastosowanie rakiety będzie więc ograniczone do badań niższych warstw stratosfery.
File
  • File: 1
    Engineering_Diploma_Thesis_Arthur_Jan_Pazik.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31351

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT9ff0dbfdbb094ec6bd8ab39e0746724f/
URN
urn:pw-repo:WUT9ff0dbfdbb094ec6bd8ab39e0746724f

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page