طراحی زیرسامانه تغذیه پیشرانش کرایژونیک مرحله دوم یک ماهواره‌بر خاص بر پایه استاندارد

به‌طورکلی بر اساس استاندارد گوست روسیه دستگاه موتور پیشران‌های فضایی شامل زیرسیستم‌های پاشش،محفظه رانش، سیستم انتقال حرارت و خنک کاری، سیستم راه‌انداز، سیستم تغذیه، سیستم کنترل بردار رانش و بخش مخازن سوخت و اکسنده می‌باشد که به دلیل همپوشانی و تاثیرپذیری زیاد بین مخازن پیشرانه و سیستم تغذیه معمولاً به‌صورت کوپل با یکدیگر طراحی می‌شوند. در مطالعات انجام‌شده علاوه بر شناخت المان‌های مداری و نحوه‌ی چیدمان مداری، منجر به شناخت نیازمندی‌ها، اهداف و الزامات و قیود اصلی طراحی پیشرانش  می‌شود. سپس بر اساس مطالعات انجام پذیرفته، طراحی مدار سامانه‌ی تغذیه و انتخاب المان‌های آن صورت گرفته است. با استفاده از روابط سیالاتی افت فشار هر یک از این المان‌های محاسبه شده و با برقراری بالانس انرژی فشار مخازن استخراج می‌گردد. پس‌ازآن با در نظر گرفتن جرم باقی‌مانده از گاز فشار گذار در مخازن، جرم کلی موردنیاز از گاز فشار گذار محاسبه‌شده است. با توجه به کرایژونیک (فوق سرد) یا زم استیک بودن پیشرانه‌ها در این پروژه، ملاحظات طراحی مسیرها و مخازن اهمیت بیشتری خواهد داشت و درنهایت پس به ارائه تغییرات فشار در هر دو مسیر سوخت و اکسنده، به نمودار لوله کشی و ابزار دقیق پرداخته شده است. از اهداف اصلی این پژوهش طراحی بر اساس استاندارد برای رسیدن به قابلیت اطمینان بالا می‌باشد. در این مقاله به بررسی انواع سیستم‌های تغذیه مختلف و گلوگاه‌ها و چالش‌های مختلف پرداخته می‌شود و درنهایت مدل دوبعدی این زیر سیستم بر اساس سطح تکنولوژی قابل دستیابی کشور ارائه خواهد شد.

design of cryogenic propulsion feeding system for second stage of special rocket based on space standards

in general, according to the russian gost standard, the space propulsion engine system includes injection subsystems, a thrust chamber, a heat transfers and cooling system, a launch system, a feeding system, a thrust vector control system, and fuel and oxidizertanks, which due to overlap and penetration the manifolds between the engine reservoirs and the fuel system are usually designed as a pair. in the conducted investigations, in addition to knowing the elements of the circuit and how to arrange the circuit, it also leads toknowing the requirements, goals, and main requirements of the system design. then, based on the studies, the circuit design of the feeding system and the selection of its elements have been done. by usingsimple fluid relations, the pressure drop of each of these elements is calculated and extracted by establishing the pressure energy balanceof the reservoirs. after that, taking into account the remaining mass of pressurized gas in the tanks, the total required mass of pressurized gas has been calculated. considering the cryogenic (super-cold) propellants in this project, considerations for the design of routes andtanks will be more important, and finally, after presenting pressure changes in both fuel and oxidizer routes, piping and instrumentation diagrams have been discussed. one of the main goals of this researchis to design based on standards to achieve high reliability. in this article, the types of feeding systems, ahead problems, and challenges are discussed. finally, the two-dimensional model of this subsystemwill be presented based on the country's trl level.