LU102363B1 - Combined fuel consumption control system for a rocket engine installation - Google Patents

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LU102363B1
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Silvestr Sergeevich Kurdov
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Silvestr Sergeevich Kurdov
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Abstract

L'invention se rapporte au domaine des techniques de construction de fusées, et concerne notamment un système de commande de consommation de carburant. Ce système de commande combinée de carburant pour installation de moteur fusée comprend des capteurs de consommation à la seconde du carburant (oxydant et combustible), qui sont reliés via un dispositif amplificateur-convertisseur à un ordinateur central de bord capable d'envoyer un signal de commande vers l'unité de commande d'actionneurs d'étranglements, ainsi que des jauges de niveau à fibre optique connectées à l'ordinateur central de bord. Les jauges de niveau à fibre optique comprennent un tube cylindrique dans lequel est disposé un capteur distribué, qui communique avec un réservoir de carburant contrôlé ; le capteur distribué se compose d'une fibre optique, d'un réflectomètre optique et d'un élément actif, à savoir un flotteur fait d'un matériau magnétique dans lequel sont disposés trois galets. L'invention permet d'augmenter la précision de détermination du niveau de carburant dans les réservoirs du lanceur, ce qui entraîne une augmentation des caractéristiques énergétiques de l'installation du moteur du lanceur.The invention relates to the field of rocket construction techniques, and relates in particular to a fuel consumption control system. This combined fuel control system for a rocket engine installation comprises fuel consumption sensors per second (oxidizer and fuel), which are connected via an amplifier-converter device to a central on-board computer capable of sending a command to the throttle actuator control unit, as well as fiber optic level gauges connected to the central on-board computer. Fiber optic level gauges include a cylindrical tube in which is disposed a distributed sensor, which communicates with a monitored fuel tank; the distributed sensor consists of an optical fiber, an optical reflectometer and an active element, namely a float made of a magnetic material in which are arranged three rollers. The invention makes it possible to increase the accuracy of determining the level of fuel in the tanks of the launcher, which leads to an increase in the energy characteristics of the installation of the engine of the launcher.

Description

: LU102363 Système de commande combinée de la consommation de carburant pour une installation de moteur fusée Description L'invention se rapporte au domaine de la construction des fusées, et concerne notamment un systéme de commande de la consommation de carburant.: LU102363 Combined fuel consumption control system for a rocket engine installation Description The invention relates to the field of rocket construction, and relates in particular to a fuel consumption control system.

On connaît, de l’état actuel de la technique, un système d'alimentation en carburant pour fusée dans un moteur fusée, qui comprend un premier réservoir, un second réservoir, un premier système d’alimentation connecté au premier réservoir, et un second système d’alimentation connecté au second réservoir, des capteurs de pression et de température dans les deux réservoirs transmettant des indications à un dispositif de contrôle qui va commander des valves (Brevet Russe N° 2641802, F02K9/44, F02K9/46, F02K9/50, F02K9/60, publié le 22/01/2018).Known from the current state of the art is a rocket fuel supply system in a rocket engine, which comprises a first tank, a second tank, a first supply system connected to the first tank, and a second supply system connected to the second tank, pressure and temperature sensors in the two tanks transmitting indications to a control device which will control valves (Russian Patent N° 2641802, F02K9/44, F02K9/46, F02K9/ 50, F02K9/60, published 01/22/2018).

On considère comme analogue le plus proche le système combiné de commande de consommation des composants du carburant, qui comprend des capteurs de consommation à la seconde des composants du carburant disposés dans des conduites d'alimentation, un dispositif informatique traitant les signaux provenant des capteurs de consommation à la seconde et générant des instructions vers l’étranglement d'ajustement du rapport de consommation à la seconde des composants du carburant, et ledit étranglement avec une unité de commande (Brevet Russe N° 2492122, B64G 1/24, F02K9/56, publié le 10/09/2013).The closest analog is considered to be the combined fuel component consumption control system, which includes per-second fuel component consumption sensors disposed in supply lines, a computer device processing signals from the consumption per second and generating instructions to the consumption per second ratio adjusting throttle of fuel components, and said throttle with a control unit (Russian Patent No. 2492122, B64G 1/24, F02K9/56 , published on 09/10/2013).

Les inconvénients de la solution connue consistent en une précision insuffisante de détermination du niveau des composants du carburant dans les réservoirs du lanceur, notamment lors d’une panne d’un des moyens de mesure, de restes non utilisés de carburant, ainsi que l’impossibilité de contrôler l’approvisionnement et la consommation en carburant en temps réel.The drawbacks of the known solution consist of an insufficient precision in determining the level of the fuel components in the launcher tanks, in particular during a failure of one of the measuring means, of unused remains of fuel, as well as the impossibility of controlling the supply and consumption of fuel in real time.

L'objectif technique de la présente invention est de créer un système de commande combinée de consommation deThe technical objective of the present invention is to create a combined power consumption control system

- 2- LU102363 carburant reposant sur des lignes de communication à fibre optique pour des installations de moteur fusée afin de: réduire le niveau des réserves de sûreté des composants du carburant, ce qui entraîne une augmentation de la masse de la charge utile à une orbite donnée ; augmenter la précision de détermination du niveau des composants du carburant dans les réservoir du lanceur, ce qui entraîne une augmentation des caractéristiques énergétiques de l’installation du moteur du lanceur ; réduire au maximum les résidus de carburant jusqu’à des valeurs limites dans les réservoirs de la fusée ; et contrôler l’approvisionnement et la consommation en carburant en temps réel.- 2- LU102363 fuel based on fiber optic communication lines for rocket engine installations to: reduce the level of safety reserves of fuel components, resulting in an increase in the mass of the payload at one orbit data; increase the accuracy of determining the level of fuel components in the launcher tanks, which leads to an increase in the energy characteristics of the launcher engine installation; reduce fuel residues as much as possible to limit values in the rocket tanks; and monitor fuel supply and consumption in real time.

Le résultat technique obtenu lors de la mise en œuvre de la présente invention consiste en une augmentation de la précision de détermination du niveau des composants du carburant dans les réservoirs du lanceur, ce qui entraîne une augmentation des caractéristiques énergétiques de l'installation du moteur du lanceur.The technical result obtained when implementing the present invention is an increase in the accuracy of determining the level of fuel components in the launcher tanks, which leads to an increase in the energy characteristics of the engine installation of the launcher. launcher.

Ce résultat technique est atteint grâce à un système de commande combinée de consommation de carburant pour une installation de moteur fusée, lequel! comprend des capteurs de consommation à la seconde du carburant (oxydant et combustible), qui sont reliés via un dispositif d’amplification-conversion à l’ordinateur central de bord capable d’envoyer un signal de commande vers l’unité de commande des actionneurs d’étranglements, ainsi que jauges de niveau à fibre optique connectées à l’ordinateur central de bord, qui comprennent un tube cylindrique dans lequel est disposé un capteur distribué et qui communique avec un réservoir de carburant contrôlé ; le capteur distribué se compose d’une fibre optique, d’un réflectomètre optique et d’un élément actif, à savoir un flotteur fait d’un matériau magnétique dans lequel sont disposés trois galets.This technical result is achieved by a combined fuel consumption control system for a rocket engine installation, which! includes fuel consumption sensors per second (oxidant and fuel), which are connected via an amplification-conversion device to the central on-board computer capable of sending a control signal to the actuator control unit throttles, as well as fiber optic level gauges connected to the central on-board computer, which comprise a cylindrical tube in which a distributed sensor is placed and which communicates with a controlled fuel tank; the distributed sensor consists of an optical fiber, an optical reflectometer and an active element, namely a float made of a magnetic material in which three rollers are placed.

Grace à la présente invention, il est possible d’ augmenter la précision de détermination du niveau des composants du carburant dans les réservoirs du lanceur,Thanks to the present invention, it is possible to increase the accuracy of determining the level of the fuel components in the tanks of the launcher,

- 3 -- 3 -

A LU102363 ce qui entraîne une augmentation des caractéristiques énergétiques de l’installation du moteur du lanceur.A LU102363 which leads to an increase in the energy characteristics of the installation of the launcher engine.

Grâce à l’utilisation de capteurs de consommation à la seconde du carburant (oxydant et combustible), qui sont reliés via un dispositif d’amplification-conversion à l’ordinateur central de bord, on obtient des informations sur la consommation en oxydant et en combustible.Thanks to the use of fuel consumption sensors per second (oxidant and fuel), which are connected via an amplification-conversion device to the central on-board computer, information is obtained on the consumption of oxidant and combustible.

Sur la base des données obtenues depuis les capteurs de consommation à la seconde du carburant (oxydant et combustible), l’ordinateur central de bord compare les paramètres de signaux donnés et émet un signal de commande vers une unité de commande des actionneurs d’étranglements qui va, via les actionneurs d’ étranglements, modifier la caractéristique de consommation du moteur fusée a ergols liquides.Based on the data obtained from the fuel consumption per second sensors (oxidizer and fuel), the central on-board computer compares the given signal parameters and issues a control signal to a throttle actuator control unit which will, via the throttle actuators, modify the consumption characteristic of the liquid propellant rocket engine.

Grâce à l’utilisation de jauges de niveau à fibre optique connectées à l’ordinateur central de bord, où chaque jauge de niveau à fibre optique comprend un tube cylindrique communiquant avec un réservoir de carburant contrôlé, un capteur distribué disposé dans le tube cylindrique comprenant une fibre optique, un réflectométre optique et un élément actif, à savoir un flotteur fait d’un matériau magnétique dans lequel sont disposés trois galets, on augmente la précision de determination du niveau d’oxydant et de combustible dans les réservoirs du lanceur étant donné que l’on ajoute au signal dans la fibre optique résultant de l’action mécanique des galets disposés dans le flotteur, un signal d’interaction du flotteur dont le corps est fait d’un matériau magnétique avec la fibre optique, après quoi le réflectomètre détermine l'emplacement de l’aimant permanent (flotteur). Ainsi, grâce à l’utilisation conjointe d’une jauge de niveau à fibre optique dans le réservoir de carburant contenant l’oxydant et dans le réservoir de carburant contenant le combustible, et de capteurs de consommation à la seconde de carburant (oxydant et combustible) qui sont reliés à 1’ordinateur central de bord, il est possible d’augmenter la précision de détermination duThrough the use of fiber optic level gauges connected to the central on-board computer, where each fiber optic level gauge comprises a cylindrical tube communicating with a monitored fuel tank, a distributed sensor disposed in the cylindrical tube comprising an optical fiber, an optical reflectometer and an active element, namely a float made of a magnetic material in which are arranged three rollers, the accuracy of determining the level of oxidant and fuel in the tanks of the launcher is increased, given that is added to the signal in the optical fiber resulting from the mechanical action of the rollers arranged in the float, a signal of interaction of the float whose body is made of a magnetic material with the optical fiber, after which the reflectometer determines the location of the permanent magnet (float). Thus, thanks to the joint use of a fiber optic level gauge in the fuel tank containing the oxidizer and in the fuel tank containing the fuel, and fuel consumption sensors per second (oxidant and fuel ) which are connected to the central on-board computer, it is possible to increase the accuracy of determining the

- 4 -— LU102363 niveau des composants du carburant (oxydant et combustible) dans les réservoirs du lanceur, ce qui entraîne une augmentation des caractéristiques énergétiques de de l’installation de moteur du lanceur.- 4 -— LU102363 level of fuel components (oxidizer and fuel) in the launcher tanks, which leads to an increase in the energy characteristics of the launcher engine installation.

En particulier, le réflectomètre à fibre optique se compose d’un laser à semi-conducteur à impulsions, d’un récepteur et d’un répartiteur.In particular, the fiber optic reflectometer consists of a pulsed semiconductor laser, a receiver and a splitter.

En particulier, le système de commande combinée de consommation du carburant pour l’installation de moteur fusée peut comprendre des capteurs de mesure de la température de 1’oxydant et du combustible, qui permettent son utilisation pour des carburants cryogéniques. L’essence de l’invention apparaîtra plus clairement à la lumière des dessins qui suivent : La figure 1 représente un diagramme schématique de ce système de commande combinée de consommation de carburant pour une installation de moteur fusée, qui montre la connexion d’une des jauges de niveau à fibre optique. La figure 2 représente la mise en œuvre structurelle d’une jauge de niveau à fibre optique. Selon la figure 1, le système de commande combinée de consommation de carburant pour installation de moteur fusée comprend un capteur de consommation à la seconde d’oxydant (CCO) 1 et un capteur de consommation à la seconde de combustible (CCC) 2 qui sont installés dans les conduites de tuyaux de carburant (conduites d’alimentation en oxydant et conduite d’alimentation en combustible depuis les réservoirs de Stockage de carburant vers la chambre de combustion). Le CCO et le CCC consistent en des tachymètres. Ces capteurs de consommation à la seconde des composants du carburant (oxydant et combustible) sont reliés, par exemple, par une liaison filaire à un dispositif d’amplification- conversion (ci-après DAC) 3, qui convertit les signaux provenant desdits capteurs en codes numérique Uo et Uc correspondant à la valeur mesurée des consommations à la seconde des composants du carburant. Le DAC est connecté, par exemple, par une liaison filaire à l’ordinateurIn particular, the combined fuel consumption control system for the rocket engine installation may include sensors for measuring the temperature of the oxidizer and the fuel, which allow its use for cryogenic fuels. The essence of the invention will appear more clearly in the light of the following drawings: Figure 1 represents a schematic diagram of this combined fuel consumption control system for a rocket engine installation, which shows the connection of one of the fiber optic level gauges. Figure 2 shows the structural implementation of a fiber optic level gauge. According to FIG. 1, the combined fuel consumption control system for a rocket engine installation comprises an oxidizer consumption per second sensor (CCO) 1 and a fuel consumption per second sensor (CCC) 2 which are installed in the fuel pipe lines (oxidizer supply lines and fuel supply line from the Fuel Storage tanks to the combustion chamber). The CCO and CCC consist of tachometers. These consumption sensors per second of the fuel components (oxidizer and fuel) are connected, for example, by a wired connection to an amplification-conversion device (hereinafter DAC) 3, which converts the signals coming from said sensors into numerical codes Uo and Uc corresponding to the measured value of the consumption per second of the components of the fuel. The DAC is connected, for example, by a wired connection to the computer

- 5 -—- central de bord (ci-après OCB) 4. L’OCB est connecté a HU102369 une unité de commande d’actionneurs d’étranglements (ci- après UCAE) 5 et envoie vers celle-ci un signal de commande U afin de mesurer la caractéristique de consommation du moteur fusée à ergols liquides (MFEL). Afin d’augmenter la précision de détermination du niveau des composants du carburant dans les réservoirs d’oxydant et de combustible de la fusée, on utilise une jauge de niveau à fibre optique.- 5 --- on-board control unit (hereafter OCB) 4. The OCB is connected to HU102369 a throttle actuator control unit (hereafter UCAE) 5 and sends a control signal to it U in order to measure the consumption characteristic of the liquid propellant rocket engine (MFEL). In order to increase the accuracy of determining the level of fuel components in the oxidizer and fuel tanks of the rocket, a fiber optic level gauge is used.

La jauge de niveau à fibre optique (Fig. 2) comprend un tube cylindrique qui communique avec le réservoir de carburant de stockage de l’oxydant (si l’on considère la jauge de niveau à fibre optique disposée dans le réservoir de carburant de stockage de l’oxydant) ou de combustible (si l’on considère la jauge de niveau à fibre optique disposée dans le réservoir de carburant de stockage du combustible), ci-après réservoir de carburant contrôlé, un capteur distribué disposé dans le tube cylindrique et se composant d’une fibre optique (notamment une fibre de télécommunication standard a mode unique), d’un réflectomètre optique et d’un élément actif, à savoir un flotteur fait d’un matériau magnétique dans lequel sont disposés trois galets. Les jauges de niveau à fibre optique sont connectées à un ordinateur central de bord. Le tube cylindrique 15 de la jauge de niveau consiste en un récipient communiquant avec le réservoir de carburant contrôlé 11, et permet de corréler les erreurs de niveau du liquide à mesurer (combustible, oxydant) dues à un changement de la trajectoire de vol du lanceur par une fonctionnelle du cyclogramme de travail. Une fibre optique 13 est tendue dans le tube 15 et est connectée par une extrémité au réflectomètre optique 12 qui s’étend hors du réservoir de carburant (dans le compartiment des instruments) et qui est protégé du liquide dans le réservoir de carburant par un raccord étanche 16. Le long de la fibre optique 13, en aval du liquide sortant du tube 15 de la jauge de niveau, se déplace un flotteur 14 fait d’un matériau magnétique et dans lequel sont disposés des galets qui courbent laThe fiber optic level gauge (Fig. 2) comprises a cylindrical tube which communicates with the oxidizer storage fuel tank (considering the fiber optic level gauge arranged in the storage fuel tank oxidizer) or fuel (considering the fiber optic level gauge disposed in the fuel storage fuel tank), hereinafter controlled fuel tank, a distributed sensor disposed in the cylindrical tube and consisting of an optical fiber (in particular a standard single-mode telecommunications fiber), an optical reflectometer and an active element, namely a float made of a magnetic material in which are arranged three rollers. The fiber optic level gauges are connected to a central on-board computer. The cylindrical tube 15 of the level gauge consists of a container communicating with the controlled fuel tank 11, and makes it possible to correlate the errors in the level of the liquid to be measured (fuel, oxidant) due to a change in the flight path of the launcher by a functional of the work cyclogram. An optical fiber 13 is stretched in the tube 15 and is connected at one end to the optical reflectometer 12 which extends outside the fuel tank (into the instrument compartment) and which is protected from the liquid in the fuel tank by a coupling 16. Along the optical fiber 13, downstream of the liquid coming out of the tube 15 of the level gauge, moves a float 14 made of a magnetic material and in which are placed rollers which bend the

- 6 - fibre optique.- 6 - optical fiber.

Ces courbures (micro-courbures) sont 17108968 fixées par le réflecteur optique 12. De plus, outre l’action physique sur la fibre optique, le réflectomètre optique 12 enregistre l’action du champ magnétique appliqué par le corps du flotteur 14 sur la fibre optique.These curvatures (micro-curvatures) are 17108968 fixed by the optical reflector 12. Moreover, in addition to the physical action on the optical fiber, the optical reflectometer 12 records the action of the magnetic field applied by the body of the float 14 on the fiber optical.

La nature de cette action est appelée « effet magnéto- optique », ce qui signifie essentiellement que la biréfringence circulaire se produisant en présence du champ magnétique, inverse le plan de polarisation du rayonnement polarisé 1linéairement selon un angle prédéterminé.The nature of this action is called the "magneto-optical effect", which essentially means that the circular birefringence occurring in the presence of the magnetic field, inverts the plane of polarization of the linearly polarized radiation by a predetermined angle.

Lorsque le flotteur 14 se déplace avec le liquide, la courbure de la fibre optique s’exerce fortement à mesure que le liquide se déplace le long de la fibre optique tendue, ce qui permet d’obtenir un schéma linéaire de représentation du niveau miroir du liquide dans chaque réservoir du lanceur.When the float 14 moves with the liquid, the curvature of the optical fiber is exerted strongly as the liquid moves along the tensioned optical fiber, which makes it possible to obtain a linear diagram of representation of the mirror level of the liquid in each tank of the launcher.

L'utilisation d’une jauge de niveau à fibre optique permet d'augmenter le nombre de facteurs actifs à contrôler sur un système de commande combinée de consommation de carburant pour une installation de moteur fusée, ce qui permet d’augmenter son efficacité.The use of a fiber optic level gauge makes it possible to increase the number of active factors to be controlled on a combined fuel consumption control system for a rocket engine installation, which makes it possible to increase its efficiency.

Un réflectogramme de l’action mécanique du flotteur sur la fibre optique et un réflectogramme de l’interaction magnéto-optique offrent une précision de mesure et une fiabilité sensiblement accrues par rapport aux jauges de niveau discrètes traditionnelles des systèmes existants.A reflectogram of the mechanical action of the float on the optical fiber and a reflectogram of the magneto-optical interaction offer significantly increased measurement accuracy and reliability compared to traditional discrete level gauges in existing systems.

Le réflectomètre optique 12 va déterminer le niveau local des composants du carburant dans le réservoir de carburant, et se compose d’une unité de commande 6, d’un laser à semi-conducteur à impulsions 7, d’un récepteur 8 et d’un répartiteur 9, lesquels permettent d’effectuer des mesures des paramètres de la fibre optique 13 (voir Fig. 1). L’unité de commande 6 du réflectomètre est reliée à l’OCB 4 par le biais de conducteurs, par exemple.The OTDR 12 will determine the local level of the fuel components in the fuel tank, and consists of a control unit 6, a pulsed semiconductor laser 7, a receiver 8 and a distributor 9, which make it possible to carry out measurements of the parameters of the optical fiber 13 (see FIG. 1). The control unit 6 of the reflectometer is connected to the OCB 4 through conductors, for example.

Le laser à semi-conducteur à impulsions 7 consiste en une diode électroluminescente laser qui génère des impulsions de sondage courtes d’une longueur voulue.The pulsed semiconductor laser 7 consists of a laser light-emitting diode that generates short sounding pulses of a desired length.

Le répartiteur 9 envoie le rayonnement du laser à semi-conducteur à impulsions 7 vers la fibre optique 13, et le flux deThe splitter 9 sends the radiation from the pulsed semiconductor laser 7 to the optical fiber 13, and the flow of

- 7] = lumière réfléchi en retour depuis la fibre 13 vers le 1106008 récepteur 8. Le récepteur 8 peut se présenter sous forme de photodétecteur qui va mesurer avec précision le niveau et le retard dans le temps de toutes les réflexions se produisant à mesure de la progression de l’impulsion lumineuse de sondage le long de la fibre 13. Ce système de commande combinée de la consommation de carburant pour installation de moteur fusée peut comprendre des capteurs de mesure de la température de l’oxydant et du combustible, qui sont disposés dans le réservoir de carburant.- 7] = light reflected back from fiber 13 to receiver 8. Receiver 8 may be in the form of a photodetector which will accurately measure the level and time delay of all reflections occurring as progression of the probing light pulse along the fiber 13. This combined rocket engine installation fuel consumption control system may include oxidizer and fuel temperature measurement sensors, which are placed in the fuel tank.

Le système de commande combinée de la consommation de carburant pour installation de moteur fusée fonctionne de la manière suivante.The combined rocket engine plant fuel consumption control system operates in the following manner.

L'unité de commande 6 de chaque réflectomètre optique génère un signal de commande vers le laser à semi- conducteur à impulsions 7 qui génère une impulsion lumineuse se propageant le long de la fibre optique 13. L’impulsion lumineuse passe par le répartiteur 9 qui diffuse une partie du rayonnement vers le récepteur 8. Le récepteur 8 transmet le signal vers l’unité de commande 6 du réflectomètre optique 12. L'unité de commande 6, en analysant l’intensité du signal lumineux et la superficie de la tache lumineuse, détermine la source d’action (déformation physique de la liaison par ligne à fibre optique 13 et action de l’effet magnéto- optique). Ensuite, chaque unité de commande 6 envoie deux signaux synchronisés en fréquence avec les impulsions électriques Un et UMO vers l’OCB 4. Parallèlement aux capteurs de consommation d’oxydant (CCO) 1 et de combustible (CCC) 2, les signaux entrent dans le dispositif d’amplification-conversion 3 dans lequel les signaux sont amplifiés, convertis en code numérique et envoyés vers l’OCB 4. L'OCB 4, apres avoir reçu les signaux provenant des différents sources (c’est-à-dire les capteurs de consommation de carburant 1, 2 dans les conduites de tuyaux de carburant et les jauges de niveau à fibre optique), effectue un calcul selon un algorithme spécial qui produit un schéma optimisé de la consommationThe control unit 6 of each optical reflectometer generates a control signal to the pulsed semiconductor laser 7 which generates a light pulse propagating along the optical fiber 13. The light pulse passes through the splitter 9 which scatters part of the radiation to the receiver 8. The receiver 8 transmits the signal to the control unit 6 of the optical reflectometer 12. The control unit 6, by analyzing the intensity of the light signal and the area of the light spot , determines the source of action (physical deformation of the fiber optic line link 13 and action of the magneto-optical effect). Then, each control unit 6 sends two signals synchronized in frequency with the electrical pulses Un and UMO to the OCB 4. Along with the oxidizer consumption sensors (CCO) 1 and fuel (CCC) 2, the signals enter the amplification-conversion device 3 in which the signals are amplified, converted into digital code and sent to the OCB 4. The OCB 4, after having received the signals originating from the various sources (that is to say the 1, 2 fuel consumption sensors in fuel hose lines and fiber optic level gauges), performs a calculation according to a special algorithm that produces an optimized consumption pattern

- 8 - en tenant compte des indices des différentes sources. HU102363 Ensuite, l’OCB 4 génère un signal de commande U vers les actionneurs des étranglements 10 d’ajustement du rapport des consommations en seconde des composants du carburant, et envoie ce signal vers l’unité de commande des actionneurs des étranglements (UCAE) 5. Les actionneurs des étranglements 10 modifient la caractéristique de consommation du MFEL en modifiant la position des papillons dans chaque conduite des tuyaux de carburant reliant les réservoirs de carburant de stockage du combustible et de l’oxydant à la chambre de combustion de carburant conformément au signal émis a.- 8 - taking into account the indices of the various sources. HU102363 Then, the OCB 4 generates a control signal U to the throttle actuators 10 for adjusting the fuel component consumption ratio in seconds, and sends this signal to the throttle actuator control unit (UCAE) 5. The throttle actuators 10 change the consumption characteristic of the MFEL by changing the position of the throttle valves in each line of the fuel pipes connecting the fuel and oxidizer storage fuel tanks to the fuel combustion chamber in accordance with the signal emitted a.

Ainsi, ce système de commande combinée de consommation de carburant pour installation de moteur fusée permet de réduire le niveau des réserves de sûreté des composants du carburant, ce qui entraîne une augmentation de la masse de la charge utile à une orbite donnée, et une augmentation de la précision de détermination du niveau des composants du carburant dans les réservoir du lanceur, ce qui se traduit par une augmentation des caractéristiques énergétiques de l’installation du moteur du lanceur, ceci du fait de la génération d’un signal de sortie sur la base simultanément de deux sources d’informations indépendantes l’une de l’autre : les réflectogrammes obtenus par l’action mécanique du système de flotteur avec un câble optique apres amplification par effet magnéto-optique de Faraday, et les indices des débitmètres à la seconde dans les conduites des tubes du MFEL.Thus, this combined fuel consumption control system for rocket engine installation makes it possible to reduce the level of the safety reserves of the fuel components, which leads to an increase in the mass of the payload at a given orbit, and an increase the precision of determination of the level of the fuel components in the tanks of the launcher, which results in an increase in the energy characteristics of the installation of the engine of the launcher, this due to the generation of an output signal on the simultaneously based on two sources of information independent of each other: the reflectograms obtained by the mechanical action of the float system with an optical cable after amplification by Faraday's magneto-optical effect, and the indices of the flowmeters at the second in the pipes of the MFEL tubes.

Ce système peut être utilisé non seulement dans les techniques de fusées spatiales, mais aussi dans d’autres domaines d’activité économique industrielle, par exemple dans des lieux difficilement accessibles d’extraction de minerais, c’est-à-dire en profondeur, pour contrôler le niveau des liquides industriels dans des conduites.This system can be used not only in space rocket techniques, but also in other fields of industrial economic activity, for example, in hard-to-reach places of ore extraction, that is, at depth, to control the level of industrial liquids in pipes.

Claims (3)

- 9 - Revendications HU102363- 9 - Claims HU102363 1. Systéme de commande combinée de consommation de carburant pour installation de moteur fusée, comprenant des capteurs de consommation à la seconde d’oxydant et de combustible, qui sont reliés via un dispositif amplificateur-convertisseur à l'ordinateur central de bord capable d’envoyer un signal de commande vers une unité de commande d’actionneurs d’étranglements, caractérisé en ce qu’il comprend des jauges de niveau à fibre optique connectées à l’ordinateur central de bord, lesquelles comprennent un tube cylindrique dans lequel est disposé un capteur distribué, et qui communique avec un réservoir de carburant contrôlé, lequel capteur distribué se compose d’une fibre optique, d’un réflectomètre optique et d’un élément actif, à savoir un flotteur fait d’un matériau magnétique dans lequel sont disposés trois galets.1. Combined fuel consumption control system for a rocket engine installation, comprising oxidizer and fuel consumption per second sensors, which are connected via an amplifier-converter device to the central on-board computer capable of send a command signal to a throttle actuator control unit, characterized in that it comprises fiber optic level gauges connected to the central on-board computer, which comprise a cylindrical tube in which is arranged a distributed sensor, and which communicates with a monitored fuel tank, which distributed sensor consists of an optical fiber, an optical reflectometer and an active element, namely a float made of a magnetic material in which are arranged three pebbles. 2. Systeme de commande combinée de consommation de carburant pour installation de moteur fusée selon la revendication 1, caractérisé en ce que le réflectomètre optique se compose d’un laser à semi-conducteur a impulsions, d’un récepteur et d’un répartiteur.2. Combined fuel consumption control system for rocket engine installation according to claim 1, characterized in that the optical reflectometer consists of a pulsed semiconductor laser, a receiver and a dispatcher. 3. Système de commande combinée de consommation de carburant pour installation de moteur fusée selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comprend en outre des capteurs de mesure de la température de l’oxydant et du combustible.3. Combined fuel consumption control system for a rocket engine installation according to claim 1, characterized in that it further comprises sensors for measuring the temperature of the oxidizer and of the fuel.
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