Performance comparison between two different injector configurations in a hybrid rocket

Mass flux and pressure are usually considered the main parameters affecting the fuel regression rate in hybrid rockets, whereas the influence of the oxidiser injector is often neglected. Nevertheless, in some specific configurations, even in conventional hybrids, a noticeable dependence of regression rate on oxidiser injection modes has been found. Gaseous oxygen and polyethylene fuel cylindrical grains were burned. Results from the firing tests conducted with a conical axial injector of the oxidiser are discussed. That configuration provides highly stable combustion so it is considered very interesting and, hence, deserving of an in-depth analysis. A comparison to the results obtained with a radial injector is drawn in terms of average and instantaneous regression rate, fuel consumption profiles, and combustion efficiency and stability. The radial injector, at the same mass flux and pressure, produces lower regression rate, high pressure oscillations and worse combustion efficiency.

ResumiI fattori che generalmente si ritiene abbiano maggiore influenza sulla velocità di regressione del combustibile in un endoreattore a propellenti ibridi sono il flusso di massa e la pressione in camera, mentre spesso si trascura l'effetto che ha l'iniezione dell'ossidante. Nonostante ciò, in talune configurazioni, anche negli ibridi convenzionali, è stata riscontrata una dipendenza significativa della velocità di regressione dalle caratteristiche di iniezione dell'ossidante. Ossigeno gassoso e grani cilindrici di polietilene sono i propellenti utilizzati in questo lavoro. I risultati delle prove statiche del motore condotte con un iniettore conico assiale sono discussi in questa sede. Una tale configurazione genera un processo di combustione molto stabile cosicché se ne ritiene di grande interesse l'analisi sperimentale. Un confronto con i risultati derivanti dall'utilizzo di un iniettore radiale è affrontato in termini di velocità di regressione media ed istantanea, uniformità del consumo ed efficienza e stabilità di combustione. L'iniettore radiale, a parità di flusso di massa e pressione, produce velocità di regressione inferiori, elevate oscillazioni di pressione ed una peggiore efficienza di combustione.