Optimización Estructural del Aislador Térmico de un Motor Monopropelente de Uso Espacial

Abstract

Los motores monopropelente basan su funcionamiento en la descomposición catalítica del combustible, generándose calor y emisión de gases. El diseño de la interface entre la válvula de control de suministro de combustible y el lecho catalítico es de fundamental importancia ya que de esto depende la duración de los sellos blandos y por ende la vida útil del dispositivo. Los avances en el campo de las técnicas de simulación numérica permiten visualizar a priori el comportamiento estructural de elementos geométricamente complejos y fuertemente comprometidos desde el punto de vista de las solicitaciones mecánicas. Para el presente análisis se considerarán las condiciones ambientales de funcionamiento durante la misión como también los requerimientos mecánicos para la puesta en órbita. Se presentan los resultados obtenidos por aplicación de técnicas de Optimización Topológica basadas en el concepto de derivada topológica. Esta técnica permite obtener una expansión asintótica de un funcional de desempeño evaluado sobre la configuración original. El principal término de esta expansión es reconocida como la derivada topológica del funcional y mide la sensibilidad de la función de desempeño a la introducción de una perturbación singular en la topología que define el problema. Finalmente, se discuten de los resultados obtenidos y se presentan conclusiones y consideraciones acerca de futuros desarrollos.