Acúmulo de cargas elétricas em propelente sólido compósito com matriz de polibutadieno líquido hidroxilado

Abstract

. Composite solid propellants prepared with HTPB prepolymer -Hydroxyl Terminated Polybutadiene, AP -Ammonium Perchlorate as oxidizer and aluminum particles as an additive metal, have characteristics of high electrical resistivity. The loading process of the polymer matrix did not obtain homogeneity, resulting in clusters, mainly of metal particles. The effect of clustering in the composite was studied and observed experimentally, and this effect was one of the factors explaining the phenomenon of electrical charging of the composite. This electrical potential, when discharged abruptly, can generate an electric spark with sufficient energy for sustained ignition of a solid rocket motor.Keywords: composite solid propellant; static-charge accumulation; electrostatic discharge. INTRODUÇÃOA propulsão química utilizada em lançadores de satélites, espaçonaves e mísseis é designada como motores aeroespaciais que utilizam a energia das ligações químicas produzida inicialmente pela decomposição térmica das espécies químicas dos propelentes sólidos, líquidos ou híbridos. A configuração do propelente e do oxidante é diversa em cada motor e aplicável de acordo com as necessidades e características da missão a ser desenvolvida pelo engenho. O motor híbrido, normalmente, é uma configuração composta por um combustível sólido instalado numa câmara de combustão na qual é injetado o oxidante que pode estar no estado líquido ou gasoso. A reação de combustão, por ser exotérmica, produz gases quentes que ao expandirem são direcionados para a saída do tubo motor foguete onde está localizado o convergente-divergente do motor, produzindo assim empuxo. Na concepção do motor foguete com propulsão líquida, os propelentes, combustível e oxidante são armazenados separadamente no estado líquido, sendo bombeados para a câmara de combustão do motor onde ocorre a queima. Da mesma forma, essa queima gera gases quentes, e consequentemente, empuxo.Os motores foguetes que utilizam propelentes sólidos do tipo compósito são empregados como base para sistemas de propulsão otimizados, onde o volume de energia acumulado permite usar um engenho de menor porte quando comparado ao híbrido ou líquido. Nesse caso, o controle da velocidade da queima é exercido por meio da medida linear de queima do propelente, a qual é dependente da composição físico-química dos ingredientes do propelente, da geometria do grão e da pressão na câmara de combustão durante a operação do motor. 1 Os propelentes sólidos são composições onde matrizes poliméri-cas são carregadas sob a forma de um material compósito com uma quantidade elevada de partículas sólidas dispersas de forma aleató-ria nessa mesma matriz. No processamento do material, busca-se distribuir essas partículas sólidas, constituídas principalmente por espécies combustíveis e oxidantes, de forma homogênea para que ocorra um processo de combustão regular pela intima proximidade entre as espécies químicas envolvidas. Para obter uma força propulsiva maximizada utiliza-se uma quantidade mínima do polímero, suficiente para...