Control de empuje de un motor cohete híbrido a escala de laboratorio con combustible de cera-aluminio y aire como oxidante
Autores: Bhadran, Anandu; Manathara, Joel George; Ramakrishna, P. A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control de empuje de un motor cohete híbrido a escala de laboratorio con combustible de cera-aluminio y aire como oxidante
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Experimentos
Motor de cohete híbrido
Motor a escala de laboratorio
Controlador PID
Control de empuje en bucle cerrado
Retroalimentación de presión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 40
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo explora el aspecto de la regulación del motor de cohete híbrido a través de experimentos utilizando un motor a escala de laboratorio. El motor a escala de laboratorio utiliza un combustible a base de cera-Al y aire comprimido como oxidante. La tasa de flujo del oxidante se moduló utilizando un controlador PID para estudiar el rendimiento del control de empuje en lazo cerrado del motor. Se realizaron simulaciones numéricas y pruebas de flujo frío para identificar las ganancias adecuadas para el algoritmo de control PID. Se utilizó retroalimentación de presión en el algoritmo de control para obtener el control de empuje en lazo cerrado. El sistema resultante en lazo cerrado siguió la presión de referencia con precisión durante la prueba de respuesta a entrada escalonada del sistema. El error máximo en la presión de cámara observada fue del % para una presión de referencia de bar, lo que corresponde a un empuje de referencia de N. La respuesta del sistema para una entrada en rampa, con variación lineal del empuje de N a N, mostró que el empuje medido siguió el perfil de rampa deseado con un error cuadrático medio de N. Una prueba de reducción en rampa con el mismo rango de empuje produjo un error cuadrático medio de N.
Descripción
Este artículo explora el aspecto de la regulación del motor de cohete híbrido a través de experimentos utilizando un motor a escala de laboratorio. El motor a escala de laboratorio utiliza un combustible a base de cera-Al y aire comprimido como oxidante. La tasa de flujo del oxidante se moduló utilizando un controlador PID para estudiar el rendimiento del control de empuje en lazo cerrado del motor. Se realizaron simulaciones numéricas y pruebas de flujo frío para identificar las ganancias adecuadas para el algoritmo de control PID. Se utilizó retroalimentación de presión en el algoritmo de control para obtener el control de empuje en lazo cerrado. El sistema resultante en lazo cerrado siguió la presión de referencia con precisión durante la prueba de respuesta a entrada escalonada del sistema. El error máximo en la presión de cámara observada fue del % para una presión de referencia de bar, lo que corresponde a un empuje de referencia de N. La respuesta del sistema para una entrada en rampa, con variación lineal del empuje de N a N, mostró que el empuje medido siguió el perfil de rampa deseado con un error cuadrático medio de N. Una prueba de reducción en rampa con el mismo rango de empuje produjo un error cuadrático medio de N.