بهینه‌یابی مدار و پارامترهای استاتیکی سامانه‌های پیشران‌ سوخت مایع سیکل بسته سرمازا

هدف اصلی این مقاله، ارائة روش تکاملی الگوریتم ژنتیک برای بهینه‌یابی پارامترهای اصلی موتور سوخت مایع سیکل بسته است. بر مبنای همین الگوریتم بهینه‌یابی،  مدارهای جدید با سیکل‎های ترمودینامیکی بهبود یافته و تعیین میزان کارآیی آن‌ها مشخص شده‌اند. هدف اصلی این بهینه‌یابی، دست‌یابی به بالاترین سرعت نهایی ماهواره‌بر است که با دقت بسیار بالایی هم‌ارز با نسبت ضربة ویژه است. در این تحقیق، راهبرد استفاده از بوستر توربوپمپ و پمپ سوخت مرحلة دوم به عنوان مدارهای مختلف موتور به چالش کشیده شده است. استفاده از بوستر توربوپمپ و پمپ سوخت مرحلة دوم از یک طرف باعث افزایش وزن مجموعة موتور و از طرف دیگر با افزایش فشار ورودی پمپ‌ها و کاهش فشار مخازن، کاهش جرم مخازن و در نهایت کاهش جرم مجموعه موتور را به دنبال دارد. همین تعارض در به‌کارگیری این زیرسیستم‌ها، منجر به ارائة یک مسئلة بهینه‌یابی بر مبنای مدار موتور می‌شود. برای این مسئله بهینه‌یابی قیودی چون، محدودیت افزایش فشار محفظه، دور توربین و به تبع آن فشار خروجی پمپ‌ها وجود دارند که در الگوریتم بهینه‌یابی اعمال شده است. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که تامین دبی سوخت مولد گاز از پمپ سوخت مرحلة دوم و تقسیم دبی خروجی بوستر توربین سوخت به پمپ سوخت مرحلة دوم و محفظة احتراق در افزایش سرعت نهایی ماهواره‌بر نقش بسزایی دارد.