Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Experimental research on the cold gas attitude control system propulsion

Karolina Ewa Tur

Abstract

Cold gas rocket engines are commonly used in Attitude Control System (ACS) in the small satellites, due to their simple construction, high reliability, small size and weight, capability of pulse mode and long duration in space. However, low thrust value can be achieved. The purpose of this Engineering Thesis was to conduct experimental tests of cold gas rocket engine. To achieve this aim, the special research stand was built. It mainly included a gas pressured tank, sensors, valves and thruster. As a working gas nitrogen had been chosen, which is commonly used in ACS cold gas propulsion. The measurements were made under different tank pressure, which lead to a different pressure in the thruster. The kinds of the tests that had been conducted: single mode of work and pulse mode (PWM). The dynamic profiles of the engine have been defined and the data had been analyzed. The obtained results were not fully satisfying because the value of experimental thrust is lower than computational – about 20%. This can be caused by the flexibility of the measurement platform or by the wrong geometry of the nozzle. The application of the cold gas propulsion in attitude control system has been acknowledged, due to the impulse mode results.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Karolina Ewa Tur (FPAE) Karolina Ewa Tur,, Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Title in Polish
Badania eksperymentalne silnika rakietowego do układu kontroli pozycji
Supervisor
Jan Kindracki (FPAE/IHE) Jan Kindracki,, 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
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
11-02-2016
Issue date (year)
2016
Pages
52
Internal identifier
MEL; PD-3512
Reviewers
Jan Kindracki (FPAE/IHE) Jan Kindracki,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE) Piotr Wolański (FPAE/IHE) Piotr Wolański,, The Institute of Heat Engineering (FPAE/IHE)Faculty of Power and Aeronautical Engineering (FPAE)
Keywords in Polish
silnik rakietowy, cold gas, system kontroli pozycji, ACS
Keywords in English
rocket engine, cold gas, attitude control system, ACS
Abstract in Polish
Silniki rakietowe typu cold gas są powszechnie stosowane w systemach kontroli pozycji w małych satelitach. Cechują się prostą konstrukcją, wysoką niezawodnością, małym rozmiarem i ciężarem, ale zazwyczaj osiągają niskie wartości ciągu. Silniki te są zdolne do pracy w trybie impulsowym i mogą funkcjonować w przestrzeni przez długi okres czasu. Celem pracy inżynierskiej było wykonanie badań eksperymentalnych silnika rakietowego typu cold gas i wykonanie analizy uzyskanych rezultatów. W tym celu zostało zbudowane stanowisko pomiarowe, które składało się przede wszystkim z butli z gazem, czujników, zaworów oraz silnika. Jako gaz roboczy wybrano azot, który jest powszechnie stosowany w takim systemie. Wykonano szereg pomiarów przy różnym ciśnieniu w butli, co przekłada się na różne ciśnienie w komorze silnika. Testy prowadzono dla pojedynczego otwarcia zaworu oraz tzw. trybu PWM. Określono charakterystyki dynamiczne silnika oraz zanalizowano uzyskane dane. Otrzymane wyniki nie są do końca satysfakcjonujące. Wartość eksperymentalna ciągu jest niższa o ok. 20% od obliczeniowej. Może być to spowodowane niesztywnością platformy pomiarowej, drganiami zewnętrznymi lub błędami geometrii silnika. Potwierdzono zaś słuszność stosowania silników typu cold gas w systemach kontroli pozycji, ze względu na uzyskane osiągi w trybie PWM.
File
  • File: 1
    TUR-Praca-inżynierska.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 9194

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTe71814f2060349f7869889f9d3d54ff5/
URN
urn:pw-repo:WUTe71814f2060349f7869889f9d3d54ff5

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page