Diseño preliminar de un regulador de presión para etapa superior de un vehículo lanzador

Abstract

El presente trabajo presenta el diseño preliminar de una válvula reguladora de aplicación en vehículos lanzadores y surge como una respuesta ante necesidades detectadas en el desarrollo espacial nacional, integrándose en la línea de acciones emprendidas por diversos entes del quehacer público y privado vinculados a al ámbito aeroespacial. Los reguladores mecánicos de presión de gas son dispositivos ampliamente difundidos y aplicados, especialmente en redes de suministro de combustible (gas natural) y en sistemas de distribución de aire comprimido y gases hospitalarios. Una importante aplicación en el área espacial, es la utilización de un gas comprimido inerte para la presurización de propelentes líquidos en vehículos lanzadores de satélites, como una alternativa de la presurización activa por medio de turbobombas. Partiendo entonces de un volumen de gas contenido en un tanque a alta presión se logra –a través de un regulador (o una cascada de reguladores)– controlar la presión de líquidos en los tanques de combustible y oxidante, para garantizar de tal manera un flujo regular de los propelentes a lo largo de sus correspondientes ductos de alimentación hasta la cámara de combustión del motor. Durante el desarrollo se realiza un análisis de requerimientos, se dimensiona la válvula principal y los elementos de control, se simula numéricamente el comportamiento dinámico del regulador, se efectua un análisis de la variación de la temperatura durante el funcionamiento y por último detalles del diseño preliminar del regulador.