OFST: Open Fire Static Test
Il primo traguardo del progetto MHES
Il primo test del progetto MHES è avvenuto il 13 Dicembre 2019 nel poligono di tiro privato Oklahoma Camp, presso Uboldo (VA).
Il test é denominato OFST in quanto è avvenuto a motore aperto senza ugello (OPEN) e senza misure di spinta (STATIC) . Gli obiettivi infatti erano quelli di validare i sottosistemi di alimentazione e controllo prima di procedere al test con le misurazioni.
Il nostro team ha raggiunto i tre obiettivi principali. Sono state effettuate due accensioni consecutive della durata di 12 s ciascuna, con ri-accensione del grano combustibile precedentemente bruciato. Il sistema di alimentazione e controllo dell’ossidante ha funzionato secondo i requisiti richiesti di affidabilità e velocità.
Purtroppo gli obiettivi secondari non sono stati raggiunti:
Il sistema di accensione pirotecnico non è stato affidabile, i quattro accenditori utilizzati non sono riusciti ad avviare la combustione nel motore. Il fallimento di questo sottosistema è stato attribuito alla non omogeneità della carica solida pirotecnica prodotta dal nostro team e alla difficoltà di integrarla nella struttura dell’accenditore e alla componente elettrica di questo. Dato il fallimento di questo sottosistema e le notevoli difficoltà riscontrate nella sua realizzazione, il team è ha deciso cambiare design e di implementare una nuova e diversa soluzione da utilizzare nei prossimi test.
Il sistema di spegnimento ad azoto, progettato per spegnere il motore nell’improbabile caso di una combustione incontrollata, non si è attivato quando richiesto. Alla fine della seconda accensione è stato deciso di testarlo per spegnere una fiamma rimasta all’interno del motore. Il segnale di apertura della valvola di controlla de flusso di azoto in camera di combustione è stato mandato ma questa si è bloccata in posizione chiusa. La fiamma si è spenta comunque dopo pochi secondi. La valvola si era già bloccata in laboratorio ed era stata smontata e lubrificata ed ha lavorato correttamente fino al test. Il team ha deciso ricontrollare la valvola e nel caso di sostituirla.
- Iniettore sonico
L’iniettore è la componente che porta i gas all’interno della camera di combustione. Realizzato in acciaio inossidabile, consiste in un condotto con due ingressi, uno assiale per l’ossidante e uno laterale per l’azoto, e una uscita convergente che inietta l’ossidante in regime sonico. Questa soluzione impedisce ad eventuali perturbazioni in camera di combustione di risalire nell’impianto di alimentazione. - Flangia iniettore
Questa flangia in acciaio permette di collegare la camera di combustione con gli accenditori e l’iniettore. La tenuta in pressione è garantita da due Oring, tenuti in compressione da 8 bulloni M14. - Camera di combustione
È la componente del motore dove avviene la combustione del propellente. È costituita da un cilindro flangiato in acciaio, in grado di resistere a temperature e pressioni molto al di sopra di quelle di utilizzo. Al suo interno viene posto il combustibile solido in ABS e il materiale di isolamento termico. Questo componente inoltre è provvisto di due fori laterali che alloggiano i trasduttori di pressione per le misure in pre e post camera di combustione. - Grano solido in ABS
Il combustibile utilizzato è un grano solido di ABS stampato in 3-D. Il grano a sezione cilindrica cava è stato progettato in 3 sezioni diverse per facilitarne lo stampaggio, che sono state poi fuse tramite l’acetone . Il grano comprende anche due parti di fondamentale importanza in un motore ibrido, la pre-camera e la post-camera di combustione. La pre-camera consente all’ossidante di espandere e diffondersi uniformemente, la post-camera invece, permette alla miscela ossidante-combustibile di terminare il processo di combustione, garantendo quindi prestazioni più elevate. Per questo motivo la lunghezza della post-camera è un parametro critico nel design di un motore ibrido. - Ugello aperto
In questo test preliminare è stato utilizzato un inserto cilindrico di alluminio come ugello aperto. - Flangia Ugello
Questa flangia in acciaio permette di collegare tramite 8 bulloni M14 l’ugello con il corpo centrale del motore. La tenuta in pressione è garantita da due Oring.

Iniettore
Flangia Iniettore
Camera di combustione
Grano in ABS
Ugello aperto
Flangia Ugello