The design of complex systems such as a launcher, or subsystems like its pressurization system, is known to be fastidious and expensive especially in the space domain. However, the recent emergence of new actors in this domain has been a game changer, binding these systems to fulfil more and more requirements (cheap, efficient, rapidly produced, aesthetic, environmentally friendly…) in order to compete with the market. For these reasons, engineers now need more than ever to consider the full picture of a system or subsystem in order to optimize it. In this context, this document aims to present the method and the results obtained in the optimization of the pressurization system of a reusable rocket first stage named Themis 3. The modelling of the pressurization system has been realized through a software called Geeglee. In order to cover as many impacts of this system as possible, an important part of the rocket stage has been considered and modelled (from the pressurization gases to the propellant tanks, passing by the pressurant and propellant feeding lines). Three High Level Requirements (HLR) have been identified as of major importance for the trade-off in the design of the pressurization system: the total mass impact, the total Recursive Cost (RC) impact and the total Non-Recursive Cost (NRC) impact. This optimization has in particular permitted to confirm some well-known results, so to say that exogenous pressurization systems represent a smaller mass impact on the vehicle, at the expense of a higher RC compared with autogenous systems. / Utformningen av komplexa system, som till exempel en bärraket, eller delsystem som dess trycksättningssystem, är känd för att vara krävande och kostsam, särskilt inom rymdteknikområdet. Den senaste tidens uppkomst av nya aktörer på detta område har dock förändrat spelregler då dessa system tvingas uppfylla allt fler krav (billiga, effektiva, snabbt producerade, estetiska, miljövänliga etc.) kunna vara konkurrenskraftiga på marknaden. Av dessa skäl måste ingenjörer nu mer än någonsin beakta hela bilden av ett system eller delsystem för att kunna optimera det. I detta sammanhang syftar detta dokument till att presentera metoden och resultaten från optimeringen av trycksättningssystemet för en återanvändbar rakets första steg som heter Themis 3. Modelleringen av trycksättningssystemet har genomförts med hjälp av ett systemmodelleringsverktyg som kallas Geeglee. För att täcka in så många effekter av detta system som möjligt har en viktig del av raketsteget beaktats och modellerats (från trycksättningsgaserna till drivmedelstankarna, via tryck- och drivmedelsmatningsledningarna). Tre krav på hög nivå har identifierats som mycket viktiga för avvägningen vid utformningen av trycksättningssystem konstruktion: den totala masspåverkan, den totala icke-rekursiva kostnaden och den totala rekursiva kostnaden. Denna optimering har framför allt gjort det möjligt att bekräfta vissa välkända resultat, dvs. att exogena trycksättningssystem ger en mindre masspåverkan på fordonet, på bekostnad av en högre RC jämfört med autogena system.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-301295 |
| Date | January 2020 |
| Creators | MABBOUX, ROMAIN |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2021:542 |
Page generated in 0.0021 seconds