Optimización del Diseño Conceptual de un Lanzador de Cohetes Multietapa
Autores: Orgeira-Crespo, Pedro; Rey, Guillermo; Ulloa, Carlos; Garcia-Luis, Uxia; Rouco, Pablo; Aguado-Agelet, Fernando
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Optimización del Diseño Conceptual de un Lanzador de Cohetes Multietapa
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Diseño
Optimización
Trayectoria
Lanzamiento
Distribución de masa
Planta de energía
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
El diseño de un lanzamiento de vehículo comprende muchos factores, incluida la optimización de la trayectoria de ascenso y la distribución de la masa en etapas. El proceso de optimización se ha abordado históricamente desde diferentes puntos de vista, utilizando soluciones de software propietario para obtener una distribución de masa ideal entre las etapas. En esta investigación, proponemos un software para la optimización separada de la trayectoria de un cohete de lanzamiento, maximizando el peso de la carga útil y el diseño global, mientras se varía la selección de la planta de energía. El lanzamiento se modela matemáticamente considerando sus aspectos propulsores, gravitacionales y aerodinámicos. La trayectoria de ascenso se optimiza discretizando la trayectoria utilizando restricciones estructurales y físicas, y el diseño tiene en cuenta la masa y la planta de energía de cada etapa. El algoritmo de optimización se verifica contra varios cohetes reales y otros algoritmos de modelado, obteniendo diferencias de hasta el 9%.
Descripción
El diseño de un lanzamiento de vehículo comprende muchos factores, incluida la optimización de la trayectoria de ascenso y la distribución de la masa en etapas. El proceso de optimización se ha abordado históricamente desde diferentes puntos de vista, utilizando soluciones de software propietario para obtener una distribución de masa ideal entre las etapas. En esta investigación, proponemos un software para la optimización separada de la trayectoria de un cohete de lanzamiento, maximizando el peso de la carga útil y el diseño global, mientras se varía la selección de la planta de energía. El lanzamiento se modela matemáticamente considerando sus aspectos propulsores, gravitacionales y aerodinámicos. La trayectoria de ascenso se optimiza discretizando la trayectoria utilizando restricciones estructurales y físicas, y el diseño tiene en cuenta la masa y la planta de energía de cada etapa. El algoritmo de optimización se verifica contra varios cohetes reales y otros algoritmos de modelado, obteniendo diferencias de hasta el 9%.