در ساخت نانوكاتاليست بر پايه مونوليت و فوم، يك روش جهت تجزيه هيدرازين مايع با استفاده از يك نانوكاتاليست متشكل از يك فلز فعال نظير ايرديوم، روتنيوم، نيكل، كبالت و يا مخلوط آنها و يك پايه كاتاليستي متخلخل معرفي شده است. پايه بكار رفته شامل فوم و مونوليت مي¬باشد. روش بكارفته در ساخت كاتاليست¬ها روش تلقيح متوالي همراه باعمليات كلسيناسيون و احيا مي¬باشد. مشكل فني در فرايند تجزيه هيدرازين گراديان دما و فشار بالاي ايجاد شده در كاتاليست در طي تجزيه پيشرانه به گونه‌هاي گازي نظير نيتروژن و هيدروژن مي باشد كه اين امر اغلب، منتهي به خرد شدن كاتاليست و مسدود شدن مسير و افت فشار ناخواسته در طول بستر كاتاليست مي¬گردد. از اين رو در اين اختراع سعي شده با استفاده از ساختارهاي يكپارچه كاتاليستي با سطح خارجي در دسترس بيشتر نظير مونوليت و فوم و از طريق فراهم كردن مسيري براي نفوذ واكنش دهنده¬ها به درون حفره¬ها و خروج فرآورده¬ها از درون آنها و نيز كنترل شوك پذيري در برابر تنش¬هاي حرارتي بر اين مشكل فائق آمد.

جوشكاري آلياژهاي تيتانيوم با استفاده از روش جوشكاري قوس پلاسما براي ساخت سازه هاي سبك تيتانيومي استفاده شد. در اين تحقيق عوامل موثر جوشكاري آلياژهاي تيتانيوم مورد بررسي قرار گرفته شده است. اين عوامل شامل شدت جريان، قطر الكترود تنگستن، قطر نازل، تركيب گاز پلاسما، دبي گاز محافظ و نوع محافظت از جوشكاري با استفاده از تجهيزات دنباله و پشت بند مورد بررسي قرار گرفته شده است. هدف از بررسي اين عوامل رسيدن به كيفيت بهينه جوش قوس پلاسما براي آلياژهاي تيتانيوم بود. منظور از كيفيت جوش، عدم اكسيد شدن سطح و پشت جوش، عدم وجود عيوب داخلي مانند ترك، حفره، عدم ذوب ديواره، عدم نفوذ كامل، عدم ذوب ريشه جوش و ديگر عيوب مي باشد. در اين اختراع حالت بهينه براي جوشكاري آلياژ تيتانيوم با عوامل شدت جريان الكتريسيته 90-100 آمپر، قطر تنگستن 2.4 ميلي متر، قطر نازل 3 ميلي متر، دبي گاز پلاسماي 0.8 ميلي ليتر بر دقيقه، دبي گاز محافظ تورچ 10 ليتر بر دقيقه بود. همچنين گاز پلاسما به صورت تركيبي از 60 درصد آرگون و 40 درصد هليوم با خلوص 99.999 بود. دبي گاز آرگون محافظ دنباله و پشت بند جوش 30 ليتر بر دقيقه بود. منطقه جوش عاري از هرگونه عيوب داخلي و سطحي است كه توسط آزمونهاي راديوگرافي، ماوراء صوت، مايع نفوذ كننده و جريان گردابي مورد تاييد قرار گفته شده است. جوش كاملاً نقره اي رنگ بوده و خواص مكانيكي فلز جوش در محدوده قابل قبول مي باشد.

شير تراستر هيدرازيني با كاركرد فضايي، در سامانه پيشرانش فضايي كاربرد دارد. براي كنترل سامانه پيشرانش فضايي نياز به شيرهاي سلونوئيدي است كه با ارسال فرمان باز شده و تراست مورد نياز را تأمين كنند. از جمله الزامات اين شيرها مي توان به ميزان نشتي (كمتر از 10-5 sccs)، ميزان توان مصرفي (كمتر از 10 وات)، سازگاري با سيال كاري (هيدرازين)، جرم (كمتر از 100 گرم) و زمان پاسخ (كمتر از 10 ميلي ثانيه) اشاره كرد. شيرهاي سلونوئيدي رايج در بازار به دليل جرم و زمان پاسخ بالا و همچنين عدم سازگاري با هيدرازين قابل استفاده در سامانه پيشرانش فضايي نيستند. به همين دليل يك شير سلونوئيدي طراحي و ساخته شده است كه ضمن ارضاي الزامات ارائه شده بتواند عملكرد مناسبي داشته باشد. در اين شير با استفاده از ميدان مغناطيسي ايجاد شده در بوبين، پلانجر به عقب كشيده شده و مسير خروج هيدرازين را باز مي كند. با قطع جريان و از بين رفتن ميدان مغناطيسي، فنر پلانجر را به سمت جلو هل داده و مسير خروج هيدرازين را مي بندد. كليه اجزاي به كار رفته در اين شير كه در مجاورت هيدرازين هستند داراي سازگاري با اين سيال مي باشند.

هيچ ماهواره و يا وسيله نقليه فضايي بدون وجود سامانه‌اي براي به حركت درآوردن يا تغيير جهت و راستاي خود قادر به انجام مأموريتهاي محوله براي مدت زمان طولاني نخواهد بود. رانشگرهاي تك‌پيشرانه عملگرهايي هستند كه مي‌توان با نصب آن‌ها‌ در يك سامانه، فرآيند كنترل وضعيت يا حفظ موقعيت ماهواره را فراهم ساخت. موضوع اين اختراع، طراحي، ساخت و آزمون يك رانشگر تك‌پيشرانه هيدرازيني مي‌باشد. تمام اجزاي مختلف رانشگر به صورت كاملاً بومي طراحي و ساخته شده است. همچنين نانوكاتاليست ساخته شده بر خلاف كاتاليست‌هاي تجاري مورد استفاده در رانشگرهاي فضايي كه از شركتي غير از تيم سازنده رانشگر تامين مي‌شود، توسط تيم سازنده رانشگر، طراحي و ساخته شده است. در ساخت اين نانوكاتاليست، برخلاف استفاده از دو فاز فعال مانند نيكل- ايريديم در كاتاليست‌هاي رايج، از يك نوع فاز فعال (ايريديم) جهت كاهش گزينش پذيري به هيدروژن استفاده شده است كه مقاومت مكانيكي و حرارتي بالا و عمر مفيد طولاني را فراهم ساخته است. با تامين يك سامانه پيشرانش هيدرازيني، استفاده از يك يا چند عدد از اين رانشگر در اين سامانه و همچنين نصب مناسب رانشگر (رانشگرها) بر روي بدنه ماهواره، مي توان به انجام ماموريت كنترل وضعيت يا حفظ موقعيت يك ماهواره پرداخت.

استفاده از يك بستر آزمون گر كاتاليستي تك پيشرانه به منظور مطالعه، بررسي و تحليل تجربي مكانيزم تجزيه پيشرانه هيدرازين يكي از مهم ترين گام هاي توسعه فناوري رانشگرهاي فضايي مي باشد. در اين پروژه يك بستر آزمون گر كاتاليستي تك پيشرانه هيدرازين (N2H4) طراحي، ساخته و آزمايش شده است كه از قابليت كنترل دقيق جريان پيشرانه ورودي به بستر و همچنين نحوه پاشش مناسب آن بر روي كاتاليست برخوردار مي باشد. در آزمون گرهاي تك‌پيشرانه يك سيال پرانرژي توسط يك شير سلونوئيدي و انژكتور به درون محفظه واكنش تزريق مي گردد و در آنجا به وسيله يك بستر كاتاليستي طي فرآيندي گرماده تجزيه مي‌شود. در طرح فعلي نانوكاتاليست هاي مورد نياز به منظور تجزيه‌ي پيشرانه (هيدرازين) توليد و آزمايش شد. كاتاليست توليد شده نرخ واكنش بسيار بالايي را فراهم مي‌سازد و از مقاومت مكانيكي و حرارتي بالا و عمر مفيد طولاني برخوردار مي باشد. در اين آزمون گر تك پيشرانه از حسگرهاي فشار و دما در ابتدا، ميانه و انتهاي بستر كاتاليست (محفظه واكنش) به منظور بررسي تغييرات فشار و دما در طول بستر و در پي آن مطالعه و تحليل مكانيزم تجزيه كاتاليستي هيدرازين استفاده گرديده است. در اين طرح همچنين اجزاي مختلف آزمون گر شامل شير سلونوئيدي، انژكتور، صفحه محافظ حرارتي و محفظه واكنش (بستر كاتاليستي) طراحي و ساخته شد. شير سلونوئيدي زمان پاسخ بسيار كوچكي دارد، سبك و كم‌ حجم است و با پيشرانه‌ي مورد استفاده سازگاري دارد. محفظه‌ي واكنش نيز براي فشار و دماي بالا طراحي شده است و ابعاد بسيار كوچكي دارد. همچنين، در اين طرح يك آزمايشگاه مجهز و ايمن براي آزمايش و مطالعه‌ي بستر آزمون گر كاتاليستي تك پيشرانه ساخته و بهره‌برداري شد.

در اين طرح اقدام به طراحي و ساخت يك تست استند موتور هيبريد موشكي گرديده است، هدف از انجام اين طرح دست‌يابي به يك زير ساخت بومي با نگاه به نيازهاي كشور جهت تحقيق و توسعه موتور هيبريد موشكي مي‌باشد. با توجه به اين هدف، اين طرح امكان تحقيق و توسعه بر روي موتورهاي هيبريد موشكي را در كشور را براي اولين بار از اين حيث فراهم نموده است علاوه بر اين مهم، اين طرح با اصلاحات طرح‌هاي موجود در جهان و رفع مشكلات تست استندهاي مشابه خود در جهان داراي گام‌هاي فن‌آورانه و نوآورانه در اين حوزه مي‌باشد. در اين طرح علاوه بر موارد و امكانات معمول ساير تست استندهاي مشابه در جهان، داراي گام‌هاي نوآورانه متعددي مي‌باشد. بر اين اساس مي‌توان به گام‌هاي نوآوري همچون امكان تثبيت ميزان دبي جريان اكسيدكننده بر روي يك ميزان ثابت با استفاده از يك متد اقتصادي و كارامد با قابليت استفاده در موتور تجاري و محصول در درون تست استند اشاره كرد؛ از ديگر موارد مي‌توان به تعبيه مكانيزم شروع و خاموشي سريع موتور درون تست استند را نام برد كه امكان بررسي و اخذ اطلاعات دقيق‌تري از گرين موتور هيبريد موشكي را در تست فراهم مي‌نمايد، اين مهم باعث افزايش دقت آزمايش‌ها شده و امكان بررسي دقيق‌تر سوزش گرين و بررسي عايق‌هاي را درون موتور فراهم مي‌نمايد ذكر كرد.

با توجه به پيشينه صنعت تراستري در ماهواره هاي فضايي در جهان، از تست هاي مختلفي با استفاده از رآكتورهاي بستر كاتاليست در قالب تراستر انجام شده است كه در تمامي موارد تجزيه پيشرانه در اين بسترهاي تراستري هزينه هاي زيادي براي انجام تست نياز دارد، استفاده از يك پيش تست با سرعت بالا در گزينش چندين كاتاليست مناسب (در حجم بسيار بالاي نمونه هاي كانديد ارزيابي) قبل از تست هاي عملياتي در تراستر همواره مفقود بوده است. با توجه به حجم بالاي كاتاليست و پيشرانه گران قيمت مورد نياز در انجام آزمون هاي عملياتي در تراستر و همچنين مخاطره آميز بودن استفاده از حجم بالاي پيشرانه هايي با خلوص بالا و با توجه به تعدد نمونه هاي آزمايشگاهي كاتاليست، انجام يك پيش تست با استفاده از طراحي يك رآكتور با بهينه سازي زمان و انرژي مورد نياز براي كاهش هزينه ها الزامي است. در اين اختراع، يك سيستم شامل بستر كاتاليستي، با ملحقات تله گذاري و داده برداري، ساخته و آزمايش شده است كه از قابليت كنترل دقيق جريان پيشرانه ورودي به بستر و همچنين اندازه گيري ميزان گازهاي حاصل از تجزيه بر روي كاتاليست برخوردار است. با توجه به اينكه اولين تست تجزيه آزمايشگاهي به منابع قابل توجهي كمتر نسبت به بستر كاتاليستي عملياتي نياز دارد؛ اطلاعات از تست تجزيه ابتدايي در اين رآكتور و كاتاليست بهينه مستخرج شده، براي تست بستر كاتاليست در تراستر، مورد استفاده قرار مي گيرد.