مقايسه عملكرد و حساسيت پارامترهاي تاثيرگذار در دو پيشران آب اكسيژنه و نيتروز اكسيد با استفاده از آناليز عدم قطعيت

The comparison of operation and sensitivity of effective parameters in hydrogen peroxide and nitrous oxide thrusters using uncertainty analysis

امروزه اهميت پيشرانها در هدايت اجرام فضايي بر كسي پوشيده نيست. در اين پژوهش به بررسي و مقايسه دو نمونه پيشران 5 نيوتني با پيشرانه هاي آب اكسيژنه و نيتروز اكسيد در مقياس آزمايشگاهي با استفاده از آناليز حساسيت و عدم قطعيت پرداخته شده است تا در پايان انتخاب پيشران مطلوب تر در شرايط نيروي پيشران توليدي يكسان حاصل گردد. براي آزمايش، از پيشران هاي موجود در آزمايشگاه پژوهشگاه هوافضا استفاده گرديد. پيشران نمونه آب اكسيژنه با درصد خلوص85% افت فشار در انژكتور0/15 بار، فعاليت كاتاليستي 150، فشار محيط 0/05 بار و بار بستر 0/01 در نظر گرفته شد و همچنين پيشران نمونه نيتروز اكسيد داراي دبي جرمي 7/36 گرم بر ثانيه و قطر گلوگاه 2/017 ميلي متر است. با محاسبات انجام شده عدم قطعيت كل براي پيشران آب اكسيژنه 0/53 و عدم قطعيت هر پارامتر به عدم قطعيت كل 0/73 (يا %14/68) حاصل گرديد از طرف ديگر مقادير براي پيشران نيتروز اكسيد به ترتيب 0/52 و 0/53(يا %10/27) محاسبه شد. بنابراين استفاده از پيشران نيتروز اكسيد به لحاظ دقت مطلوبتر و نيروي پيشران آن به نيروي پيشران مطلوب 5 نيوتن نزديكتر خواهد بود.

Nowadays importance of thrusters in movement of space bodies is not obscure. This article is devoted to study and compare two 5 newton lab-scale thrusters Hydrogen peroxide and Nitrous oxide using uncertainty analysis in order to select the more exact and desirable one in case of produced thrust. The data are extracted from experiments tested in aerospace research-center lab. Hydrogen peroxide thruster specifications are 85% of sincerity, 0.15 bar pressure drop in injector, 150 units of catalyst activity, 0.05 bar ambient pressure and 0.01 amount of feed load. On the other hand specifications of Nitrous oxide thruster are 7.36 gr/s mass flow rate, 2.017 mm diameter of throat. Based on calculations, total uncertainty and relative uncertainty for hydrogen peroxide thruster obtained respectively 0.53, 0.73(or14.68%). These amounts for nitrous oxide thruster obtained respectively 0.52, 0.53(or10.27%). Finally the results show that application of nitrous oxide thruster in terms of accuracy, is more desirable and the amount of it’s produced thrust is closer to the amount of five newton desirable thrust.