به‌كارگيري روش روية پاسخ به‌منظور تخمين ضرايب آيروديناميكي و مشتقات پايداري راكت كاوش

Review of a Swirl Double Base Injector Performance by It’s Hot-Fire Test on a Laboratory Liquid Micro Impulse Engine With Single Injector

یكی از بخش‌‌‌های اصلی حلقه كنترل راكت‌های كاوشی كه مسیرشان نسبت به مسیر شبیه‌سازی در هر لحظه به كمك تغییر در زوایای پنل‌های كانارد كنترل می‌شود، محاسبه سریع ضرایب آیرودینامیكی و مشتقات پایداری در مودهای آیرودینامیكی مختلف راكت كاوش است كه به دلیل تغییر زاویه پنل‌های كانارد و پارامترهای پروازی و محیطی ایجاد می‌شوند. در این مقاله سعی شده است با استفاده از روش طراحی آزمایش‌ رویه پاسخ كه از اسلوب آمار استنباطی پیروی می‌كند، روابط ریاضی ضرایب آیرودینامیكی و مشتقات پایداری یك راكت كاوش خاص به عنوان توابعی از زاویه حمله، زاویه اسلیپ، ارتفاع پروازی و عدد ماخ و زوایای انحراف چهار پنل كانارد به‌دست آورده شود. برای ایجاد فضای طرح پیشنهادی توسط روش رویه پاسخ، باید ضرایب آیرودینامیكی و مشتقات پایداری متناظر با متغیرهای ورودی پیش گفته در تیمارهایی كه طرح رویه پاسخ مشخص می‌كند، محاسبه شوند. بدین منظور از نرم‌افزار میسایل دتكام استفاده شده است. ابتدا طرح مركب مركزی CCF با 90 تیمار و مدل درجه دو ایجاد شده است. در ادامه با به‌كارگیری دو روش محدود نمودن دامنه سطوح متغیرهای ورودی و استفاده از مدل‌های درجه بالاتر، سعی شده است دقت توابع افزایش یابد. برای بررسی كفایت مدل‌ها از روش‌های آماری استفاده شده است. مقایسه بین مقادیر اصلی ضرایب آیرودینامیكی و مشتقات پایداری كه از كد میسایل دتكام به‌دست آمده‌اند با مقادیر تخمین زده شده توسط مدل‌های رویه پاسخ، از دقت بالای این مدل‌ها حكایت دارد.

Because of vast applications of Liquid fuel engines in rockets and importance of their functional parameters such as trust, specific impulse and fuel consumption in engine performance, it is needed to be tested in different functional conditions before operation in actual missions. The analysis of test data used to improve the design, engine troubleshooting and to expand the production program for future rockets. Selecting the suitable injector(s) is the key parameter for improving combustion parameters. With respect to finding the effective ways to analyzing the engine hardware performance without neglecting from their main characteristics, one of the alternatives is doing the hot-fire tests by using a sub scaled engine instead of the full-scale engine. In this research, the design process and manufacturing details of a 300N trust (nominal) micro engine with single swirl Injector is presented. Initial firings using the actual fuel and oxide were not successful. Low fuel flow, low mixing area of the fuel and oxide, and contamination in the self ignition fuel (TR-1) were considered to be the reasons. Overcoming to these problems resulted in successful firing of the subscale engine.