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Optimal Performance of a Dual-Fuel Single-Stage Rocket

机译：双燃料单级火箭的最佳性能

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The theory of optimal control is used to maximize the performance of a single-stage rocket that is powered by liquid oxygen (LOX)/kerosene (RP-1) engines in parallel with LOX/liquid hydrogen engines. For the sake of simplicity and because of the theoretical nature of the work, the rocket motion is analyzed in the absence of gravitational and aerodynamic forces; either the vehicle gross mass or the dry mass is minimized for the required payload and velocity increment. The analysis provides the optimal values of the constant mixture ratios of the engines and the best time for switching off the hydrocarbon engine. The results confirm that the use of a hydrocarbon engine at liftoff is recommended for minimum system dry mass, whereas it is required only for the highest yelocity increments in the case of minimum gross mass. The influence of the thrust level and engine mass on the rocket performance is also discussed.
机译：最佳控制理论用于最大化由液氧（LOX）/煤油（RP-1）发动机与LOX /液氢发动机并联驱动的单级火箭的性能。为了简单起见，并且由于这项工作的理论性质，在没有重力和空气动力的情况下分析了火箭的运动。对于所需的有效负载和速度增量，无论是车辆总质量还是干质量都应最小化。该分析提供了发动机恒定混合比的最佳值以及关闭碳氢化合物发动机的最佳时间。结果证实，建议在升空时使用碳氢发动机，以使系统干质量最小，而在总质量最小的情况下，仅在最高黄度增量时才需要使用。还讨论了推力水平和发动机质量对火箭性能的影响。

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