روش نوین طراحی اولیه سامانه‌ تغذیه موتور سوخت مایع سرمازا با تکیه بر الگوریتم‌های بهینه‌سازی گرادیانی و تکاملی

در این مقاله، با تدوین روشی نوین، طراحی اولیه اجزای سامانه‌ تغذیه یک موتور سوخت مایع سرمازا با پیکره‌بندی مدارِ پنوموهیدرولیکی معین، انجام شده است. مدار موتور از نوع سیکل بسته و پیکره‌بندی سامانه‌ تغذیه‌ آن شامل یک توربوپمپ اصلی با توربین گازیِ‌ عکس‌العملی، یک بوسترپمپ مولفه سوخت با توربین هیدرولیکی و یک بوسترتوربوپمپ مولفه اکسیدکننده با توربین گازی ضربه‌ای است. روش ارایه شده مبتنی بر چهار ویژگی بهینه‌سازی سامانه‌ تغذیه را انجام می‌دهد. این چهار ویژگی عبارتند از دست‌یابی به مشخصه مطلوب کاویتاسیونی در پمپ‌ها -به ویژه پمپ مولفه اکسیدکننده- بالانس توان پمپ‌ها و توربین‌ها، سازه‌ روتور و همچنین برآورد جرم سامانه‌ تغذیه در نتیجه این فرایند، پارامترهای ورودی لازم برای طراحی اولیه ی هر جز تعیین می‌شود. با حل اولیه معلوم می‌شود که بوسترپمپ‌ها، مرز کاویتاسیونی پمپ‌های اصلی را بهبود می‌دهند و به این وسیله جرم آن‌ها را کم می‌کنند؛ اما خود جرم دیگری به سامانه‌ تغذیه اضافه می‌کنند. نقطه‌ بهینه‌ این مساله، با دو فرایند گرادیانی و تکاملی (ژنتیک) به دست آمده است و نتایج حاصل با داده‌های یک موتور واقعی با مدار مشابه، مقایسه شده‌اند. مقایسه نتایج طراحی با ورودی‌های مشابه موتور واقعی،‌ درستی روش ارایه شده را اثبات می‌کند و بهبود مشخصه‌های عملکردی سامانه‌ تغذیه را نشان می‌دهد.