مدل‌سازی دینامیکی چندبار استارت برای توربوپمپ‌ موتورهای سوخت مایع و ارائه‌ی یک نمونه جهت بررسی رفتار آنها

امروزه تبیین عملکرد و شبیه‌سازی رفتار سیستم‌های گوناگون با مدل‌سازی ریاضی، به وفور انجام می‌شود. عدم استفاده از مدل‌های ریاضی، موجب افزایش تست‌های تجربی می‌شود که این امر، افزایش هزینه و کاهش دقت را در پی دارد. علاوه بر این، هدف مهم مدل‌سازی اینست که در صورت تایید درستی نتایج حاصل از آنها با تست‌های مرتبط در مراحل ابتدایی از پیشرفت یک پروژه، می‌توان بجای هزینه‌کرد تست‌های اضافی و با استفاده از نتایج مدل، به مراحل بالاتر در تولید دست یافت. مهم‌ترین مسئله در مطلوبیت هر مدل، معادل بودن آن با فرآیندهای سیستم مورد مدل‌سازی می‌باشد. مدل ریاضی در موتورهای سوخت مایع بر دو قسم استاتیکی و دینامیکی تعریف می‌گردند؛ مدل‌های استاتیکی در سرعت دورانی نامی موتور و بدون محاسبه‌ی تغییرات اغتشاشی کمیت‌ها بیان شده و در مقابل، تغییر نتایج در مدل‌های دینامیکی، با دادن تغییرات کمیت‌های ورودی، ایجاد می‌شوند. یکی از مهم‌ترین زیرمجموعه‌های موتور سوخت مایع، توربوپمپ آن است. به علاوه، یکی از پیشرفته‌ترین حالت‌های رفتاری در موتورها سوخت مایع، که عموماً در مراحل بالاتر استفاده می‌شود، قابلیت راه‌اندازی چندباره در آنهاست که امکان مانور و اصلاح مداری را به ماهواره‌بر در ارتفاعات leo و geo می‌دهد. در این پژوهش با استفاده از محیط سیمولینک matlab به مدل‌سازی دینامیکی توربوپمپ موتورهای سوخت مایع با حالت چندبار استارت پرداخته شده تا از یک‌سو بتوان عملکرد توربوپمپ را بدون صرف هزینه و اجرای تست پیش‌بینی نمود و از سوی دیگر دست به بهینه‌سازی مدار در آنها زد. در این بین، یک نمونه‌ی توربوپمپ واقعی نیز با هندسه‌ی مشخص که در حال حاضر، در ماهواره‌بر‌ها به صورت یک بار استارت مورد استفاده قرار می‌گیرد، به حالت چندبار استارت مدل شده است؛ نتایج نشان‌دهنده‌ی تطابق بسیار خوب با رفتارهای مورد انتظار می‌باشد.