Methodology for Selecting an Electric Pump and Battery Pack for a Low-Thrust LRE: Computational Simulation Study

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/engproc2026122006
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The paper offers a practical method for selecting an electric pump and battery pack for low-thrust liquid rocket engines. The approach combines 0D/1D modeling of hydraulic, electromechanical, and thermal subsystems in a single environment and is supplemented by sensitivity analysis, correlation analysis, and Monte Carlo simulation with N = 3000 iterations to verify the stability of the estimates. The methodology has been tested on mission profiles in the 5–50 kN thrust range and shows that the electric pump scheme is most effective at low thrusts, while an increase in thrust leads to a disproportionate increase in energy and thermal loads and narrows the scope of applicability. The determining factors remain the hydraulic efficiency of the pump η_pump and the oxidizer pressure; electrical parameters such as bus voltage and internal battery resistance have less influence and become noticeable at high power levels. Modeling confirms the stability of the obtained estimates; at a thrust of 20 kN, the spread of the battery block mass is close to ±10%. The proposed methodology provides quantitative guidelines in the early stages of design and helps to justify the scope of application of electric pump liquid rocket engines; expansion beyond low thrust requires progress in battery technologies.