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El presente trabajo es un estudio experimental que forma parte del proceso de caracterización de la cámara de combustión del motor del cohete sonda ULA-1A, desarrollado por el Programa de Ciencias Espaciales de la Universidad de Los Andes, Mérida, Venezuela. El motor del ULA-1A utiliza granos de combustible sólido compuesto por nitrato de potasio (KNO3), como oxidante, y sacarosa (C12H22O11), como combustible, en una proporción 65/35, con una configuración cilíndrica y una perforación longitudinal centrada, también cilíndrica. Se realizaron tres pruebas en estática, durante las cuales se mi-dieron las variaciones de presión interna en la cámara de combustión. Las curvas presión versus tiempo (P-t) se obtuvieron a partir de los datos filtrados, por el método Savitzky-Golay. Seguidamente, se utilizaron las transformadas de Fourier de tiempo corto (Short time Fourier transform) y la transformada rápida de Fourier (Fast Fourier transform), para identificar las frecuencias de oscilación de presión y las amplitudes de mayor orden de magnitud. Se encontró que la oscilaciones producidas por el motor son de baja amplitud y frecuencia (<50 Hz), y que están muy por debajo de la frecuencias de reso-nancia axiales calculadas (1445 – 2914 Hz). Se llegó a la conclusión que la fuerza de empuje del motor es uniforme y que, durante el ascenso del vector, las vibraciones producidas por el motor no ponen en riesgo la integridad estructural del cohete.
Palabras clave: cohete sonda, combustible sólido, presión interna, frecuencia acústica, oscilación de presión.

Abstract

The present work is an experimental study that is part of the characterization process of the combustion chamber of the en-gine rocket probe, ULA-1A, developed by the Space Science Program of the University of Los Andes, Merida, Venezuela. ULA-motor 1A employs grains of solid fuel composed of potassium nitrate (KNO3), as oxidizer, and sucrose (C12H22O11), as fuel, in a 65/35 ratio, with a cylindrical configuration and a centered longitudinal perforation, also cylindrical. Three static tests were performed, during which the internal pressure variations in the combustion chamber were measured. Pressure versus time curves (P-t) were obtained from the filtered data, by the Savitzky-Golay method. Then, short time transforms of Fourier (Short Time Fourier Transform) as well as rapid transforms (Fast Fourier Transform) were used to identify the pressure oscillation frequencies and amplitudes of higher orders of magnitude. We found that the oscillations produced by the engine are of low amplitude and frequency (<50 Hz), and are well below the calculated axial resonance frequencies (1445 - 2914 Hz). It is concluded that the thrust of the engine is uniform and that, during the rise of the vector, the vibra-tions produced by the engine does not threaten the structural integrity of the rocket.
Palabras clave: sounding rocket, solid propellant, internal pressure, acoustic frequency, pressure oscillation.