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3PRO-DCFA - Processo di produzione di propellente composito tramite deposizione e polimerizzazione foto-attivata per endoreattori a propellente solidi

Duration:
6 months (2021 - 2022)
Principal investigator(s):
Project type:
Corporate-funded and donor-funded research
Funding body:
PRIVATI (CSP-LINKS)
Project identification number:
000
PoliTo role:
Coordinator

Abstract

Un metodo usato nella propulsione spaziale (e.g. propulsori lanciatore Vega) si basa sull’espulsione ad alta velocità di gas generati da un blocco di propellente solido (grain). Il propellente solido è detto “composito” se prevede la presenza di un combustibile legante (binder, e.g. un polimero), che include particelle solide di ossidante (filler) ed eventualmente particelle di combustibile. Propellenti solidi vengono usati anche per generare rapidamente gas (e.g. air-bag, spegnimento incendi). Lo stato dell'arte (SoA) della produzione di grani di propellente solido composito prevede un processo mix-cast-cure che utilizza prodotti chimici pericolosi e forme geometriche limitate. Esistono infatti vincoli costruttivi che, limitando la geometria del grano, limitano di conseguenza la legge temporale di spinta, oltre a richiedere spesso l’uso di mandrini scomponibili. La pot-life, il tempo in cui il miscelato fuel/oxidizer rimane fluido per permetterne la colata, è un parametro rilevante nella produzione. La “solidificazione” avviene poi attraverso un processo che prevede l’utilizzo di sostanze nocive (isocianati). L’invenzione, per la quale è stato recentemente concesso il brevetto italiano, riguarda un processo innovativo di produzione di propellente solido composito basato su deposizione e foto-reticolazione attivata da luce UV. La soluzione proposta presenta numerosi vantaggi in termini di applicazioni possibili e geometrie realizzabili, svincolando il processo di produzione da: - Utilizzo di mandrini per la formatura - Necessità di cicli di cura a temperatura controllata - Utilizzo di agenti reticolanti sospetti cancerogeni - Limitazione di produzione (e.g. diventa possibile produzione “in continua”) - Limiti geometrici (e.g. diventa possibile la realizzazione di geometrie interne non realizzabili con SoA) Saranno inizialmente prodotti provini inerti di piccole dimensioni utilizzando dispositivi of-the-shelf per verifica scelta materiali e reference. In parallelo sarà sviluppato un prototipo di sistema illuminante per provini di dimensioni rilevanti. Saranno prodotti provini inerti di dimensione rilevanti e non inerti di dimensioni standard per test balistici. Sono previste prove distruttive e non, per verifica caratteristiche meccaniche/balistiche dei provini prodotti.

People involved

Departments

Partners

  • POLITECNICO DI MILANO
  • POLITECNICO DI TORINO - Coordinator

Keywords

ERC sectors

PE8_1 - Aerospace engineering

Sustainable Development Goals

Obiettivo 12. Garantire modelli sostenibili di produzione e di consumo

Budget

Total cost: € 37,400.00
Total contribution: € 37,400.00
PoliTo total cost: € 37,400.00
PoliTo contribution: € 37,400.00