Redes de Petri Aplicadas en el Análisis del Algoritmo de Purga para una Prueba de Motor de Cohete con Propulsor Líquido
Autores: Bortoloto, Evandro Rostirolla; Bizarria, Francisco Carlos Parquet; Bizarria, José Walter Parquet
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Redes de Petri Aplicadas en el Análisis del Algoritmo de Purga para una Prueba de Motor de Cohete con Propulsor Líquido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Vehículo espacial
Motor de cohete de propulsor líquido
Proyecto de banco de pruebas
Recursos computacionales
Simulación por computadora
Redes de Petri
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
Durante la etapa de desarrollo de un vehículo espacial, se realizan pruebas instrumentadas en tierra para demostrar la capacidad operativa de cada motor cohete de propulsor líquido, que está instalado en este tipo de vehículo. La tarea de elaborar un proyecto de banco de pruebas para una unidad de propulsión con esta aplicación es compleja e involucra varios pasos, uno de estos pasos está relacionado con el análisis de la capacidad de este banco para cumplir con los algoritmos para la ejecución completa de pruebas del motor cohete de propulsor líquido, lo cual se considera fundamental para el éxito operativo de este proyecto. Debido a los altos costos involucrados en la elaboración y ejecución de este proyecto, es estratégico utilizar recursos computacionales para evaluar, mediante simulación, las principales funcionalidades operativas que se establecen previamente para que este banco las realice. En este contexto, este trabajo presenta una propuesta de modelo a través de Redes de Petri para evaluar, mediante simulación por computadora, una capacidad de arquitectura que fue diseñada para el banco de pruebas para cumplir con un algoritmo dedicado a la purga de las tuberías de propulsor líquido durante la ejecución de pruebas en caliente con el motor cohete de propulsor líquido. El método utilizado en este trabajo para llevar a cabo la simulación muestra la respuesta operativa de cada módulo de esta arquitectura, de acuerdo con los pasos contenidos en el algoritmo de purga, lo que permite analizar, para cada evento del proceso, las propiedades de las Redes de Petri, principalmente aquellas relacionadas con la conservatividad, vivacidad, conflictos de tipo bloqueo y conflictos de tipo confusión. La simulación realizada con el modelo propuesto permite retratar la arquitectura física y los estados operativos del sistema de purga de acuerdo con los pasos previstos en el algoritmo, mostrando que se cumple la propiedad de conservación porque el número de marcas permanece constante, la propiedad de vivacidad también se cumple ya que se han alcanzado todas las posiciones, y no hay conflicto de tipo mortal, ya que la simulación no se detiene; solo se identifica un conflicto de tipo confusión, que se resolvió con la inserción estratégica de recursos en el modelo para solucionar los fallos relacionados con la competencia por los tokens en las entradas habilitadas para la transición. Los resultados satisfactorios obtenidos en estas simulaciones sugieren que los módulos previstos para esta arquitectura son suficientes y apropiados para llevar a cabo todos los pasos contenidos en el algoritmo de purga, lo que minimizará o incluso eliminará los desórdenes que puedan ser causados por la presencia de elementos extraños en las líneas de suministro de propulsor durante las pruebas con el motor cohete.
Descripción
Durante la etapa de desarrollo de un vehículo espacial, se realizan pruebas instrumentadas en tierra para demostrar la capacidad operativa de cada motor cohete de propulsor líquido, que está instalado en este tipo de vehículo. La tarea de elaborar un proyecto de banco de pruebas para una unidad de propulsión con esta aplicación es compleja e involucra varios pasos, uno de estos pasos está relacionado con el análisis de la capacidad de este banco para cumplir con los algoritmos para la ejecución completa de pruebas del motor cohete de propulsor líquido, lo cual se considera fundamental para el éxito operativo de este proyecto. Debido a los altos costos involucrados en la elaboración y ejecución de este proyecto, es estratégico utilizar recursos computacionales para evaluar, mediante simulación, las principales funcionalidades operativas que se establecen previamente para que este banco las realice. En este contexto, este trabajo presenta una propuesta de modelo a través de Redes de Petri para evaluar, mediante simulación por computadora, una capacidad de arquitectura que fue diseñada para el banco de pruebas para cumplir con un algoritmo dedicado a la purga de las tuberías de propulsor líquido durante la ejecución de pruebas en caliente con el motor cohete de propulsor líquido. El método utilizado en este trabajo para llevar a cabo la simulación muestra la respuesta operativa de cada módulo de esta arquitectura, de acuerdo con los pasos contenidos en el algoritmo de purga, lo que permite analizar, para cada evento del proceso, las propiedades de las Redes de Petri, principalmente aquellas relacionadas con la conservatividad, vivacidad, conflictos de tipo bloqueo y conflictos de tipo confusión. La simulación realizada con el modelo propuesto permite retratar la arquitectura física y los estados operativos del sistema de purga de acuerdo con los pasos previstos en el algoritmo, mostrando que se cumple la propiedad de conservación porque el número de marcas permanece constante, la propiedad de vivacidad también se cumple ya que se han alcanzado todas las posiciones, y no hay conflicto de tipo mortal, ya que la simulación no se detiene; solo se identifica un conflicto de tipo confusión, que se resolvió con la inserción estratégica de recursos en el modelo para solucionar los fallos relacionados con la competencia por los tokens en las entradas habilitadas para la transición. Los resultados satisfactorios obtenidos en estas simulaciones sugieren que los módulos previstos para esta arquitectura son suficientes y apropiados para llevar a cabo todos los pasos contenidos en el algoritmo de purga, lo que minimizará o incluso eliminará los desórdenes que puedan ser causados por la presencia de elementos extraños en las líneas de suministro de propulsor durante las pruebas con el motor cohete.