Design of a didactic pulsejet engine test bench

Abstract

This work presents the preliminary design and initial sizing of a didactic pulsejet engine test bench, intended for educational use at the São Paulo State University (UNESP) in São João da Boa Vista. The test bench design integrates key engineering principles to enable hands-on learning about propulsion systems, with a particular focus on pulsejet engines, known for their simplicity and unique operational characteristics. Following the engineering design methodology proposed by Pahl and Beitz, the project prioritizes ease of construction, operational safety, and efficient data acquisition. Estimations of temperature, pressure, Mach number, and thrust based on compressible flow equations were performed using MATLAB to define the operating conditions for the pulsejet engine, as well as to inform the selection of appropriate sensors and data acquisition systems. The results of this initial design phase are expected to lay the groundwork for future experimental validation and further development of the test bench.

Este trabalho apresenta o projeto preliminar e o dimensionamento inicial de uma bancada de ensaios didática de motores pulsojato, destinada ao uso educacional na Universidade Estadual Paulista (UNESP) em São João da Boa Vista. O projeto da bancada de testes integra princípios-chave de engenharia para permitir o aprendizado prático sobre sistemas de propulsão, com foco particular em motores pulsojato, conhecidos por sua simplicidade e características operacionais únicas. Seguindo a metodologia de projeto de engenharia proposta por Pahl e Beitz, o projeto prioriza a facilidade de construção, a segurança operacional e a aquisição eficiente de dados. Estimativas de temperatura, pressão, número de Mach e empuxo baseadas no equacionamento de escoamentos compressíveis foram realizadas em MATLAB para definir as condições operacionais do motor pulsojato, bem como para prover dados para a seleção de sensores e sistemas de aquisição de dados apropriados. Espera-se que os resultados desta fase inicial de projeto estabeleçam as bases para futura validação experimental e desenvolvimento adicional da bancada de testes.