Un enfoque numérico para optimizar el diseño de un inyector de pintle para un motor de cohete de propulsor líquido LOX/GCH4
Autores: Cha, Jihyoung; Andersson, Erik; Bohlin, Alexis
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un enfoque numérico para optimizar el diseño de un inyector de pintle para un motor de cohete de propulsor líquido LOX/GCH4
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Estudio
Inyector de perno
Motor de cohete
Vehículos de lanzamiento reutilizables
Método de optimización
Parámetros de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio presenta un enfoque de diseño óptimo de un inyector de pintle para un motor de cohete de propulsante líquido (LPRE) con un amplio rango de regulación. Aunque el inyector de pintle se utiliza en motores de cohetes, ha cobrado más importancia desde que los vehículos de lanzamiento reutilizables (RLVs) se convirtieron recientemente en una tendencia debido a sus beneficios económicos y ambientales. Sin embargo, dado que se deben determinar muchas variables para diseñar un inyector de pintle, optimizar el diseño del inyector es complicado. Para ello, diseñamos un inyector de pintle para optimizar los parámetros de rendimiento: el ángulo de pulverización, la distancia de vaporización y el diámetro medio de Sauter (SMD). Para confirmar el enfoque, diseñamos un inyector de pintle utilizando un método de optimización basado en programación cuadrática convexa (CQP) para un empuje de 1000 N y una capacidad de regulación de 5 a 1 en un LPRE con oxígeno líquido y metano gaseoso. Luego, verificamos el rendimiento utilizando una simulación numérica. A través de este trabajo, comprobamos la efectividad del método de optimización para el diseño de un inyector de pintle.
Descripción
Este estudio presenta un enfoque de diseño óptimo de un inyector de pintle para un motor de cohete de propulsante líquido (LPRE) con un amplio rango de regulación. Aunque el inyector de pintle se utiliza en motores de cohetes, ha cobrado más importancia desde que los vehículos de lanzamiento reutilizables (RLVs) se convirtieron recientemente en una tendencia debido a sus beneficios económicos y ambientales. Sin embargo, dado que se deben determinar muchas variables para diseñar un inyector de pintle, optimizar el diseño del inyector es complicado. Para ello, diseñamos un inyector de pintle para optimizar los parámetros de rendimiento: el ángulo de pulverización, la distancia de vaporización y el diámetro medio de Sauter (SMD). Para confirmar el enfoque, diseñamos un inyector de pintle utilizando un método de optimización basado en programación cuadrática convexa (CQP) para un empuje de 1000 N y una capacidad de regulación de 5 a 1 en un LPRE con oxígeno líquido y metano gaseoso. Luego, verificamos el rendimiento utilizando una simulación numérica. A través de este trabajo, comprobamos la efectividad del método de optimización para el diseño de un inyector de pintle.