Zawisza4000 – the design of the Polish first bi-liquid rocket’s propulsion system

Abstract

AGH Space Systems stands as a student-driven organization situated within the AGH University of Krakow, Cracow, Poland. At present, the team is fully engrossed in the development of Poland’s first bi-liquid propellant rocket. Named the “Turbulence” rocket, its propulsion is entrusted to the one-of-a-kind Z4000 engine, utilizing ethanol and nitrous oxide as its propellants. Drawing from their adeptness in hybrid rocket technology, the team ingeniously devised the Z4000 propulsion system, distinguished by its $N_{2}O$ self-pressurization cycle, elegantly embodied through a piston-dependent pressure vessel solution. Additionally, the team incorporated a composite combustion chamber into the system’s architecture. These pioneering elements, among others, firmly position this nitrous oxide-powered demonstrator as a standout contender for prospective applications within the space industry.

AGH Space Systems jest kołem naukowym działającym w Akademii Górniczo- -Hutniczej w Krakowie. Obecnie zespół skupia swoje siły na opracowywaniu pierwszej w Polsce rakiety na paliwo ciekłe o nazwie „Turbulencja”. Rakieta ta jest wyposażona w wyjątkowy silnik Z4000, wykorzystujący etanol i podtlenek azotu jako materiały pędne. Dzięki doświadczeniu nabytemu podczas konstrukcji rakiet hybrydowych zespół stworzył innowacyjny system napędowy Z4000, wyróżniający się cyklem samodoprężania $N_{2}O$, który powstał w wyniku rozdzielenia zbiornika ciśnieniowego za pomocą ruchomego tłoka. Dodatkowo do architektury systemu dodano kompozytową komorę spalania. Te i wiele innych rozwiązań decydują o innowacyjności opisywanej konstrukcji, która może konkurować z innymi kandydatami do potencjalnych zastosowań w przemyśle kosmicznym