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Después de dos años de construir motores cohete de propelente sólido usando plástico PVC, se me ocurrió la posibilidad de hacer un motor cohete híbrido todo de pástico PVC. ¿Que motivo tal odisea?

• La versatilidad y disponibilidad del pástico PVC.
• Que las tensiones y presiones implicadas en un sistema híbrido parecían estar dentro de los límites del pástico PVC.
• Claro, el reto de hacer algo diferente y nuevo.

Una pregunta inevitable surge. ¿Porqué hacer un motor híbrido no reutilizable? Dos respuestas se me vienen a la mente:

1. ¿Porque no?
2. Por la misma razón por la que haría un motor sólido no reutilizable PVC.

En realidad el pástico PVC es barato, fácil de trabajar y un buen medio para aprender.

Si necesitas conocer algunos principios de cohetes híbridos:
Hybrid Rocket Science
Univdersity of Illinois Project Prometheus - A Hybrid Rocket Motor

Basándome en trabajos previos hechos con motores PVC, decidí que el motor prototipo híbrido PVC lo haría en tubo de 1.5 pulgadas tipo schedule 40. Después de preguntar e informarme sobre algunas especificaciones de motores híbridos, me entere que el típico motor híbrido trabaja dentro de los siguientes parámetros:

1. La presión de la cámara de combustión es de 150 a 400 psi (10.34 a 27.57 bar)
2. La presión del tanque del oxidante de 460 a 1000 psi (31.71 a 68.94 bar) dependiendo de la temperatura (ver tabla 3).

Enseguida calcule las propiedades estructurales del tubo de PVC que pretendía usar para lo cual use dos métodos:

1. Un programa escrito por Richard Nakka (casing.xls)
2. Un procedimiento delineado en el libro "How to make amateur rockets" de John Wickman- capitulo 7.

He aquí los resultados de los dos procedimientos.

De las paginas de Harvel Plastics Inc. Obtuve esta tabla: http://www.harvel.com/pipepvc-sch40-80-dim.asp

Después de sustituir los números al programa casing.xls los resultados fueron (Lamina 1):

Lámina 1

Por otro lado, según el libro :"How to make amateur rockets" de John Wickman:

Mínimo grosor pared = [(MEOP) * (Diámetro Cámara)] / [ 2 * (Máxima Fuerza de Tensión)]

Donde MEOP = Maximum Expected Operating Pressure (Máxima presión esperada durante operación)
La Máxima Fuerza de Tensión para PVC = 5,000 psi (344.73 bar).

Acomodando la ecuación.

MEOP =[ Mínimo grosor pared * 2(5,000) ] / Diametro Cámara

MEOP = [ 0.145 * 10,000 ] / 1.592 = 910.80 psi = 62.79 bar

Todos estos números y resultados son indicativos de que el tanque y cámara de combustión en PVC son factibles..

La primer parte del proyecto entonces fue explorar un poco las características del oxidante para ver como se comportaba con diferentes combustibles y a la vez tratar de ver como evitar que quemara al propio PVC (mismo que en muchos sistemas híbridos se usa como combustible).

Después, presurizar el tanque PVC para ver si soportaba la presión.

Finalmente, armar el sistema completo, probarlo estáticamente, evaluar los resultados y....

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