Calculation of the Transfer Function for a Liquid Rocket Engine using a Dynamic Model

액체로켓 엔진의 동특성 모델을 이용한 전달함수의 계산

In the process of liquid rocket engine design, obtaining method of the dynamic characteristics of engine should be emphasized typically to determine the control logic and algorithms of the throttle valves in the propellant feed pipeline. However, determining the dynamic characteristics of an engine through the autonomous test is very hard and laborious, so that the numerical approach is prevailing. In this study, using the previously developed dynamic analysis model of the engine around the steady state, we introduced a disturbance to this model, and obtained the dynamic response in the time domain. And by applying the well-known Levy method to this temporal response, we could deduce the transfer function of that system that can give us various information of engine and can be manipulated to design the control system.

액체로켓 엔진의 제어 로직이나 제어 알고리즘을 설계하고 유량제어밸브의 작동 스킴을 결정하는데 있어서 엔진의 동특성을 파악하는 것은 무엇보다 중요한 일이다. 하지만 엔진의 동특성을 시험을 통해서 사전에 얻는 것은 상당히 어려운 일이기 때문에 해석적인 모델을 이용하는 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 기존에 개발된 엔진의 정상상태 부근에서의 동특성 해석 모델을 이용하여 이러한 동특성 모델을 계산하였다. 해석 모델을 이용하여 외란을 가하여 얻어진 응답특성을 Levy 방법을 이용하여 엔진의 동특성 모델을 하나의 전달함수로 근사할 수 있음을 보였다.