[AR] Re: Portland State Aerospace Liquid Fuel Rocket Engine

  • From: "John Dom" <johndom@xxxxxxxxx>
  • To: <arocket@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Sun, 1 May 2016 18:55:19 +0200

I suppose 3D printing uses one of the inconel powders containing 30 % nickel to 
be wary of. Yikes that could give you nickel allergy or worse. Or?

 

jd

 

-----Original Message----- 
From: Kristin Travis 
Sent: Apr 30, 2016 11:34 PM 
To:  <mailto:arocket@xxxxxxxxxxxxx> arocket@xxxxxxxxxxxxx 
Subject: [AR] Portland State Aerospace Liquid Fuel Rocket Engine 

Hello All, 

 

My senior mechanical engineering capstone team is designing a 250 lb thrust 
liquid fuel engine for the Portland State Aerospace Society. This is our first 
time posting on arocket. We are working with Kyle Meeuwsen who has posted about 
designing the test stand.

 

Our plan is to 3D print the engine in metal so we can print regenerative 
cooling channels in the nozzle and chamber walls. We are planning on using a 
pintle injector and ethanol/liquid oxygen propellants. We have been told we can 
print to a resolution of 0.03 for steels and 0.015 for aluminum.

 

Here is the link to our engine design document: 
https://github.com/psas/liquid-engine-capstone-2015/blob/master/PSAS_Design_Review1.pdf

 

1. This design assumes we are printing in inconel, which results in very thin 
chamber walls due to heat transfer properties of the metal. We are wondering 
what people think about printing it in aluminum in order to have thicker walls 
and larger cooling channels.

 

2. For the pintle injector we have been getting some mixed feedback on whether 
we should have a fuel centered (fuel inside the pintle) or LOX centered design. 
The plumbing gets much simpler with a LOX centered design, but most of our 
research on small engines indicated fuel centered designs are better because 
they spray the chamber walls with fuel instead of oxidizer.

 

3. We are also looking for recommendations for connectors to the test stand 
plumbing (not shown in our drawing). We can 3D print bosses and cut threads or 
we can 3D print some type of male connectors.

 

4. We are thinking of machining the pintle injector out of stainless steel and 
using EDM (electric discharge machining) to create the holes. We are wondering 
about material compatibility issues (such as thermal expansion) between the 3D 
print metal and a stainless steel pintle.

 

We are documenting our design calculations in Jupyter notebooks. They are still 
a work in progress, but they can be viewed here:

https://github.com/psas/liquid-engine-capstone-2015/blob/master/Pintle%20Injector.ipynb

 

https://github.com/psas/liquid-engine-capstone-2015/blob/master/Nozzle_Construction/LFRE.ipynb

 

Any feedback would be greatly appreciated.

 

Thank you,

 

Kristin Travis

Other related posts: