روش نوین طراحی اولیه سامانه ی تغذیه موتور سوخت مایع سرمازا با تکیه بر الگوریتم های بهینه سازی گرادیانی و تکاملی

در این مقاله، با تدوین روشی نوین، طراحی اولیه اجزای سامانه ی تغذیه یک موتور سوخت مایع سرمازا با پیکره بندی مدارِ پنوموهیدرولیکی معین، انجام شده است. مدار موتور از نوع سیکل بسته و پیکره بندی سامانه ی تغذیه ی آن شامل یک توربوپمپ اصلی با توربین گازیِ عکس العملی، یک بوسترپمپ مولفه ی سوخت با توربین هیدرولیکی و یک بوسترتوربوپمپ مولفه ی اکسیدکننده با توربین گازی ضربه ای است. روش ارائه شده مبتنی بر چهار ویژگی بهینه سازی سامانه ی تغذیه را انجام می دهد. این چهار ویژگی عبارتند از دست یابی به مشخصه ی مطلوب کاویتاسیونی در پمپ ها ـ به ویژه پمپ مولفه ی اکسیدکننده ـ بالانس توان پمپ ها و توربین ها، سازه ی روتور و همچنین برآورد جرم سامانه ی تغذیه. در نتیجه این فرایند، پارامترهای ورودی لازم برای طراحی اولیه ی هر جزء تعیین می شود. با حل اولیه معلوم می شود که بوسترپمپ ها، مرز کاویتاسیونی پمپ های اصلی را بهبود می دهند و بدین وسیله جرم آن ها را کم می کنند؛ اما خود جرم دیگری به سامانه ی تغذیه اضافه می نمایند. نقطه ی بهینه ی این مساله، با دو فرایند گرادیانی و تکاملی (ژنتیک) به دست آمده است و نتایج حاصل با داده های یک موتور واقعی با مدار مشابه، مقایسه شده اند. مقایسه نتایج طراحی با ورودی های مشابه موتور واقعی، درستی روش ارائه شده را اثبات می کند و بهبود مشخصه های عملکردی سامانه ی تغذیه را نشان می دهد.