Vai al contenuto| Home page|

   Ti trovi in: HOME »Programmi, progetti e risultati »I progetti »PRIN - Programmi di ricerca di Rilevante Interesse Nazionale»Programma di ricerca
INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
[1] Janson, S.W., (1994), "Chemical and Electric Micropropulsion Concepts for Nanosatellites", AIAA paper 94-2998, presented at the AIAA Joint Propulsion Conference, Indianapolis, June 1994.
[2] DeGroot, W.A., and Oleson, S.R., (1996), "Chemical Microthruster Options", AIAA Paper 96-2863, presented at the AIAA Joint Propulsion Conference, Buena Vista, FL, July 1996.
[3] Mueller, J., (1997), "Thruster Options for Microspacecraft: A Review and Evaluation of Existing Hardware and Emerging Technologies", AIAA Paper 97-3058, presented at the AIAA Joint Propulsion Conference, Seattle, July 1997.
[4] Noor, A.K., and Venneri, S. L., (1997), "Perspectives on Future Aeronautical and Space Systems", in: Future Aeronautical and Space Systems, ed. by A.K. Noor and S.L. Venneri, AIAA Progress in Astronautics and Aeronautics, Vol. 172, AIAA, Reston, VA, Chapter 1.
[5] Hufenbach, B., and Saccoccia, G., editors, (1998), "Low Cost Spacecraft Propulsion Technologies for Small Satellites", Proc. of the ESA Workshop at ESAESTEC, Noordwijk, 19-20 March, 1998.
[6] Dario, P., Carrozza, M.C., Fenu, A., and Mango, A., (1998), "Future Satellite Architecture with Emerging Technologies", ESA-ESTEC FUSARET Contract No. 12612 (ECT/97.185), Final Report, Noordwijk.
[7] Shaw, G.B., Yashko, G., Schwartz, R., Wickert, D., and Hastings, D., (1999), "Analysis Tools and Architecture Issues for Distributed Satellite Systems", in: Microengineering Aerospace Systems, ed. by H. Helvajian, The Aerospace Press, El Segundo, CA, Ch. 15.
[8] Mehrengany, M., and Roy, S., (1999), "Introduction to MEMS", in: Microengineering Aerospace Systems, ed. by H. Helvajian, The Aerospace Press, El Segundo, CA, p. 1.
[9] Gad-el-haK, M., (2003), “Challenges in the Understanding of Microscale Phenomena”,
AIAA Paper 2003-439
[11] Janson, S.W., Helvajian, H., and Breuer, K., (1999), "Micropropulsion Systems for Aircraft and Spacecraft", in: Microengineering Aerospace Systems, ed. by H. Helvajian, The Aerospace Press, El Segundo, CA, Ch. 17.
[12] Mueller, J., Chakraborthy, I., Bame, D., Lawton, R., Forgrave, J., and Tang, W., (1998), "Micropropulsion Feasibility Studies at JPL", in: Proc. of the ESAWorkshop at ESA-ESTEC, Noordwijk, 19-20 March, 1998.
[13] Mueller, J., (1999), "A Review and Applicability Assessment of MEMS-based Microvalve Technologies for Microspacecraft propulsion", AIAA Paper 99-2725, presented at the 35th AIAA Joint propulsion Conference, 20-24 June 1999, LA.
[14] Mueller, J., Vargo, S., Bame, D., Fitzgerald, D., and Tang, W., (1999), "Proofof-Concept Demonstration of a micro-Isolation Valve", AIAA Paper 99-2726, presented at the 35th AIAA Joint propulsion Conference, 20-24 June 1999, LA.
[15] Janson, S.W., Helvajian, H., Hansen, W.W., and Lodmell, J., (1999), "Batch-Fabricated CW Microthrusters for Kilogram-Class Spacecraft”, AIAA Paper 99-2722, presented at the 35th AIAA Joint Propulsion Conference, 20-24 June 1999, LA.
[16] Lawrence, T., (1998), "Research into Resistojet Rockets for Small Satellite Stationkeeping Applications", PhD Thesis, University of Surrey, UK, Chapter 5.
[17] Rocket Research Corporation, (1976), "Development of Design and Scaling Criteria for Monopropellant Hydrazine Reactors Employing Shell 405 Spontaneous Catalyst", RRC Report RRC-66-R-76-Vol.II, Rocket Research Corporation, Seattle WA.
[18] Alexeenko, A.A., Gimelshein, S.F., Levin, D.A., and Collins, R.J., (2000), "Numerical Modeling of Axisymmetric and Three-Dimensional Flows in MEMS nozzles", AIAA paper 2000-3668, presented at the 36th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, July 16-19, 2000, Huntsville, Alabama.
[19] Beardsley, T., (1999), "Fly me to the stars", Scientific American, Dec. 1999, p. 24.
[20] Rodgers, S.L., Carrick, P.G., and Berman, M.R., (1999), "Propellants for Microthrusters", in: Microengineeering Aerospace Systems, ed. by H. Helvajian, The Aerospace Press, El Segundo, CA, Ch. 16.
[21] Ketsdever, A.D., and Mueller, J., (1999), "System Considerations and Design Options for Microspacecraft Propulsion Systems", AIAA Paper 99-2723, presented at the 35th AIAA Joint propulsion Conference, 20-24 June 1999, LA.
[22] Ketsdever, A.D., Wadsworth, D.C., Wapner, P.G., Ivanov, M.S., and Markelov, G.N., (1999), "Fabrication and Predicted Performance of Conical DeLaval Micronozzles", AIAA Paper 99-2724, presented at the 35th AIAA Joint Propulsion Conference, 20-24 June 1999, LA.
[23] Yetter, R. A., Yang, V., Wang, Z., Wang, Y., “Development of Meso and Micro Scale Liquid Propellant Thrusters”, AIAA Paper 2003-0676, presented at the 41th Aerospace Sciences Meeting & Exhibit, Reno, Nevada, 6-9 January 2003.
[24] Ketsdever, A.D., and Mueller, J., "System Considerations and Design Options for Microspacecraft Propulsion Systems", AIAA Paper 99-2723, presented at the 35th AIAA Joint propulsion Conference, 20-24 June 1999, LA.
[25] Ketsdever, A.D., Wadsworth, D.C., Wapner, P.G., Ivanov, M.S., and Markelov, G.N., (1999), "Fabrication and Predicted Performance of Conical DeLaval Micronozzles", AIAA Paper 99-2724, presented at the 35th AIAA Joint Propulsion Conference, 20-24 June 1999, LA.
[26] Schneider, S., Boyarko, G., and Sun, C.-J., ”Catalyzed Ignition of Bipropellants in Microtubes”, AIAA Paper 2003-0674, presented at the 41st ASM, 6-9 January 2003, Reno, Nevada, 2003.
[27] Margolis, S.B., and Gardner, T.J., "Extinction limits of nonadiabatic, catalystassisted flames in stagnation-point flow", Combust. Theory Modelling, Vol. 6, pp. 19-34, 2002.
[28] Alexeenko, A.A., Levin, D.A., Fedosov, D.A., Gimelshein, S.F., and Collins, R.J., (2003), “Coupled Thermal and Fluid Analyses of Michrothruster Flows”, AIAA Paper 2003-0673.
[29] Reed, B., (2003), “Decomposing Solid Micropropulsion Nozzle Performance Issue”, AIAA Paper 2003-0672.
[30] Ketsdever, A.D., (2003), “Microfluidics Research in MEMS Propulsion Systems”, AIAA Paper 2003-0783.
[31] Bruno, C., “Chemical Microthrusters: Effect of Scaling on Combustion”, AIAA Paper 2001-3711, presented at the AIAA JPC, Salt Lake City, 8-11 July 2001.
[32] A. Ingenito and C. Bruno, “Using Aluminum for Space Propulsion”, AIAA paper, Vol. 20, No. 6, Journal of Propulsion and Power, Copyright Clearance Center, Danvers, November-December 2004;

[33] E. Giacomazzi, A. Ingenito and C. Bruno, “Catalysis and Cracking for Microrocket Application”, Paper ISTS 2004-b-45, paper presented at the 24th Int. Symp. on Space Technology and Science, Miyazaki, Japan, May 30-June 2, 2004.

[34] D. Simone, A. Ingenito and C. Bruno, “Lithium Hydride for Microrockets and Other Applications”, Paper presented at the ESA Green propellant Conference, June 2004. Ref No. 7266.

[35] C. Bruno, A. Ingenito and E. Giacomazzi, “Cracking of Methanol for Microrocket Applications and Scaling Analysis”, Proceedings of the AIDAA XVII National Congress, edited by M. Marchetti, ESAGRAFICA Press, Rome, 2003;

[36] C. Bruno, A. Ingenito and F. Cuoco, “Use of Powdered Aluminum for Micropropulsion”, Proceedings of the “18th International Workshop on Rocket Propulsion: Present and Future”, Pozzuoli, 16–20 June 2002.

[37] C. Bruno, E. Giacomazzi, A. Ingenito, “Chemical MicroRocket: Scaling and Performance Enhancement”, final report to EOARD, Contract Order Number FA8655-02-M034, 2002.
Parole Chiave
MICROCOMBUSTORI, MICROTURBINE, SCALING

Microcombustori per applicazioni a microturbine e/o propulsione

Università degli Studi di Roma "La Sapienza"
Abstract
Il presente programma di ricerca ha come obiettivo quello di investigare le prestazioni ottenibili tramite microcombustori applicati a microturbine e/o propulsori. Tale settore è attualmente in fase di rapido sviluppo dovuto alle potenziali applicazioni sul mercato.
In particolare, si possono individuare tre principali aree di interesse per microcombustione:
1. propulsiva per micromotori a razzo, di grande interesse per controllo d’assetto di micro- e nano-satelliti;
2. UAV per osservazione e ricognizione (per es., di areee disastrate e poco raggiungibili) e per sorveglianza;
3. generatori di bassa potenza elettrica (ordine: 100 W) per rimpiazzare le batterie utilizzate in ambiente militare e civile (laptops, portatili, cellulari...).

Proprio il mercato relativo al terzo punto rende l'esplorazione di tale settore ancora più cruciale. Infatti, necessità sempre crescenti di comunicare fanno si’ che anche la potenza individuale trasportata renda infattibile (per ragioni di peso, ma anche di convenienza) l’uso delle tradizionali batterie. La densita’ di potenza di batterie ricaricabili e’ infatti modesta paragonata a quella ottenibile dalla combustione di idrocarburi, o anche metanolo, con l’aria. Di fatto, sono gia’ state introdotte in fase di prova combustori catalitici di metanolo o etanolo per produrre potenza per PC portatili.

Le unità del DMA e del POLIMI condurranno una analisi teorico/sperimentale di >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Claudio Bruno Università degli Studi di ROMA "La Sapienza"
Obiettivo del Programma di Ricerca
Lo scopo principale di questa proposta e' l'analisi teorica e sperimentale del modo di funzionamento e dell'efficienza di conversione energetica di microcombustori, sia per applicazioni di potenza (elettrica) che per micropropulsione.
Nell'ambito di questo progetto il DMA ha come obiettivo quello di modellare la fisica della combustione in microcombustori, ponendo particolare attenzione agli effetti dello scaling sui numeri caratteristici, in particolare Reynolds e Damkoeler. Questi ultimi, infatti, possono essere tali da risultare in uno spettro di tempi caratteristici essenzialmente tutti dello stesso ordine, ciò che rende l'aspetto scientifico di questo programma particolarmente interessante. Successive simulazioni RANS e LES saranno quindi effettuate per delineare configurazioni ottimali.
La geometria del combustore, infatti, rappresenta uno dei principali argomenti di indagine sia per l'efficienza del mescolamento che per la tipologia di fiamma sviluppata al suo interno.
In parallelo, il POLIMI avrà il compito di effettuare un'indagine sperimentale sui microbruciatori valendosi dei risultati delle simulazioni al DMA, e, a sua volta ricevendo dati sperimentali necessari a validare i odelli fisico-chimici. I risultati aspettati verranno utilizzati per individuare criteri di progetto per futuri microcombustori per applicazioni industriali.
E' possibile che dal lavoro congiunto del DMA e del POLIMI possano >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Negli ultimi anni la necessità di ottenere spinte sempre più elevate con sistemi propulsivi su scala ridotta e densità di energia sempre più elevate per sistemi elettronici portatili ha portato allo sviluppo del settore delle microturbine e microcombustione. In particolare le applicazioni più rilevanti nell'ambito dei microcombustori sono di tipo spaziale (controllo d'assetto di micro- e nano-satelliti, velivoli da ricognizione miniaturizzati, o UAV), industriale (microturbine e micromotori) e militare(in fase di sviluppo sono nuovi generatori di bassa potenza elettrica per rimpiazzare le comuni batterie ad alta densita' d'energia al Ni-CD o Ni-Ag). In particolare, quest'ultimo settore sta assumendo grande importanza sia per applicazioni militari (tradizionalmente ad alto valore aggiunto), sia per quelle commerciali. Per esempio, in questo secondo caso e' noto che l'autonomia di batterie per PC e' dell'ordine delle 5 ore al massimo (per i migliori processori portatili a basso consumo), con un peso minimo dell'ordine del kg. TLC per applicazioni militari stanno ampliandosi al punto tale da prendere in seria considerazione bande di frequenza molto piu' ampie di quella disponibile al momento, fino a spingersi verso banda larga via satellite. Questi sviluppi non sono 'futuribili', ma gia' in corso in US e UK, come messo in evidenza dai papers presentati, per es., nelle Sessions on Microcombustion ai meetings >>>