Simulación Numérica de Propulsores de Plasma Pulsantes Ablativos de Teflón Mediante un Modelo Cero Dimensional

Abstract

En este artículo se presenta la simulación numérica de un modelo cero dimensional desarrollado para estimar la masa ablacionada y el impulso en propulsores de plasma pulsantes ablativos de teflón (PPPA). En dicho modelo se plantea un balance de energía que relaciona tanto la generación como el transporte del pulso de corriente, la formación del arco, la disipación de energía por efecto joule, la aceleración del plasma y la aceleración de los gases neutros. La ecuación de balance de energía es escrita en términos de la masa ablacionada de Teflón y en función de los principales parámetros eléctricos y geométricos del propulsor. Desde esta ecuación es posible despejar la masa ablacionada. Además, se realiza un estudio de sensibilidad del modelo respecto de algunas variables tales como la resistividad y la emisividad del plasma en el arco. Se comparan los resultados numéricos con aquellos dados en la literatura especializada para distintos PPPA. Finalmente, se busca identificar las variables más relevantes respecto a la predicción de la masa ablacionada, el bit de impulso y el impulso específico, además se evalúan posibles líneas de acción para introducir mejoras en el modelo en función de las tendencias encontradas en los resultados numéricos.