University of Arkansas: Untersuchung von Hybridraketentriebwerken

Veröffentlicht: 14.03.2011

dSPACE DS1104 steuert Sauerstoffmassenstrom

Hybridraketentriebwerke enthalten Treibstoff in fester Form und einen flüssigen Oxidator, der mit dem Treibstoff über Pumpen in Verbindung gebracht wird. Diese Konfiguration unterscheidet sich von einer Flüssigkeitsrakete, bei der der Treibstoff (Wasserstoff) und der Oxidator (Sauerstoff) gemischt werden, und von einer Feststoffrakete, bei der Treibstoff und Oxidator bereits im Treibsatz kombiniert sind. Das Forscherteam der University of Arkansas in Little Rock untersucht grundlegende Aspekte der Verbrennung in Hybridraketentriebwerken, beispielsweise Schwankungen bei Schub, Druck und Abgasstrahl, und auch die Schallemission. Der Brennkammerdruck wird durch Modulation des Sauerstoffmassenstroms gesteuert. Auf Basis des von einem laminaren Durchflusserhitzerelements gemessenen Massenstroms öffnet und schließt ein Regelkreis ein Ventil, bis der gemessene Massenstrom dem Soll entspricht. Der Aufbau basiert auf einem dSPACE DS1104 R&D Controller Board. Das Board besitzt 12-Bit-ADCs für die Messung von Druck und Sauerstoffmassenstrom und einen 16-Bit-DAC, um den Sauerstoffmassenstrom zu regulieren. Ein Transistorverstärker verstärkt das DAC-Signal, um den notwendigen Strom für den Massenstrom-Controller bereitzustellen. Computergesteuerte Magnetventile aktivieren den Gasfluss. Die Ventile wiederum werden von digitalen Ausgängen auf dem DS1104 aktiviert. Die digitalen Ausgänge modulieren die Transistorverstärker, um den benötigten Strom für die Magnetansteuerschaltungen zu liefern.
 
Weitere Informationen: http://theduchy.ualr.edu/papers/6222_2.PDF

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