Investigación Teórica sobre el Control de Retroalimentación de Motores de Cohete Híbridos
Autores: Messineo, Jérôme; Shimada, Toru
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Investigación Teórica sobre el Control de Retroalimentación de Motores de Cohete Híbridos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Propulsión híbrida
Inyecciones de oxidante
Remolinos de intensidad variable
Bucle de control de retroalimentación
Errores de medición
Ley de regulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
A pesar de que la propulsión híbrida ofrece beneficios significativos, todavía sufre de algunas limitaciones, como el cambio en la relación de oxidante a combustible que induce variaciones en el rendimiento de los motores durante su operación. Para superar ese problema, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) ha estado estudiando un concepto innovador durante varios años basado en la combinación de inyecciones de oxidante axiales y radiales controladas, llamado motor de tipo flujo de oxidante en espiral de intensidad alterante. Este tipo de motor es teóricamente capaz de gestionar tanto el empuje como la relación de oxidante a combustible de manera independiente e instantánea mediante el uso de un bucle de control de retroalimentación. Para ser efectivos, tales motores requerirían mediciones instantáneas y precisas del empuje y de la relación de oxidante a combustible durante el vuelo, así como una ley de control de retroalimentación adaptada. El propósito de este estudio es investigar el efecto de los errores de medición en el control del motor y proponer una ley de regulación adecuada para estos motores. Se desarrolla un análisis de propagación de errores y una ley de regulación a partir de ecuaciones fundamentales de motores híbridos y se aplica en un caso donde se utilizan sensores basados en resistencias para la medición de la tasa de regresión del combustible. Este estudio demuestra la viabilidad teórica del control de retroalimentación de motores híbridos mientras proporciona algunos métodos para diseñar el motor y los sensores de tasa de regresión según los requisitos de la misión.
Descripción
A pesar de que la propulsión híbrida ofrece beneficios significativos, todavía sufre de algunas limitaciones, como el cambio en la relación de oxidante a combustible que induce variaciones en el rendimiento de los motores durante su operación. Para superar ese problema, la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) ha estado estudiando un concepto innovador durante varios años basado en la combinación de inyecciones de oxidante axiales y radiales controladas, llamado motor de tipo flujo de oxidante en espiral de intensidad alterante. Este tipo de motor es teóricamente capaz de gestionar tanto el empuje como la relación de oxidante a combustible de manera independiente e instantánea mediante el uso de un bucle de control de retroalimentación. Para ser efectivos, tales motores requerirían mediciones instantáneas y precisas del empuje y de la relación de oxidante a combustible durante el vuelo, así como una ley de control de retroalimentación adaptada. El propósito de este estudio es investigar el efecto de los errores de medición en el control del motor y proponer una ley de regulación adecuada para estos motores. Se desarrolla un análisis de propagación de errores y una ley de regulación a partir de ecuaciones fundamentales de motores híbridos y se aplica en un caso donde se utilizan sensores basados en resistencias para la medición de la tasa de regresión del combustible. Este estudio demuestra la viabilidad teórica del control de retroalimentación de motores híbridos mientras proporciona algunos métodos para diseñar el motor y los sensores de tasa de regresión según los requisitos de la misión.