مدل‌سازی فرآیند قطع در موتور پیشران مایع

نویسندگان

دانشکده خواجه نصیرالدین طوسی - دانشکده هوافضا

چکیده

زمان خاموشی موتور و کاهش نیروی رانش یکی از مهمترین مراحل کنترل موشک‌های بالستیک، جدایش بوسترها و حامل‌های فضایی می‌باشد. در این مقاله با توجه به فیزیک مساله و رفتار اجزای موتور، یک مدل ریاضی برای پیش بینی تغییرات فشار محفظه احتراق، کاهش نیروی رانش و تعیین ضربه پس از قطع ایجاد شده است. این مد‌‌ل‌سازی از لحاظ زمانی به چهار بخش تقسیم‌بندی شده است: (1) زمان صدور فرمان قطع تا شروع بسته شدن شیر، (2) مدت زمان عملکرد شیر قطع، (3) بعد از اتمام عملکرد شیر‌های قطع تا تخلیه محفظه از محصولات احتراق و (4) مدت دوفازی شدن و بجوش آمدن مؤلفه‌های پیشران در مسیر‌ خنک‌کاری بعد از شیرهای قطع. نتایح حاکی از آن است که مدت زمان دو بخش اول تاثیر زیادی بر افزایش و یا کاهش میزان نیروی رانش دارد و زمان چهارم کمتر از 10 درصدِ نیروی رانش، سهم دارد، این درحالی است که در این زمان بیشترین نوسانات در نیروی رانش دیده می‌شود

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modeling of Shutdown Process in Liquid Propellant Rocket Engines

نویسندگان [English]

  • محمد شفیعی‌دهج
  • رضا ابراهیمی
  • حسن کریمی
  • علیرضا جلالی
  • مهیار نادری
چکیده [English]

The effects of liquid propellant rocket engines thrust termination transients are important in achieving the launch vehicle’s desired final velocity with the required precision. In this paper, a mathematical model has been developed to predict the changes in the combustion chamber pressure and the related cut-off impulse based on the physical aspects of engine’s components. The modeling is divided into four steps: (1) from issuing the cut-off command to the activation of valve (2) from the time of executing the stop command until the end of the operation of the cut-off valves, (3)from the time that after the valve is shutt closed until the combustion chamber is extinguished and (4) simulation of the phase change and propellant components evaporation in corrugates. Results suggest that the duration of the first two steps have a significant effect on increasing or decreasing the amount of the thrust force and the 4th step’s thrust is less than 10 percent of nominal value while, the most thrust fluctuations appear in this step.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Liquid propellant rocket engine
  • Shutdown
  • Cut
  • off impulse
  • Modeling