طراحی سامانههای حمل و نقل فضایی(سکوهای پرتاب، زیرسامانه ها و....)
حانیه اسحاق نیا؛ مهران نصرت الهی؛ امیرحسین آدمی؛ هادی دستوری
چکیده
تقریباً در تمامی ماهواره‌برها از سیستم پیشرانش توربوپمپی استفاده شده است. با ارتقاء فناوری‌های ساخت، خصوصًا در استفاده از سازه‌های کامپوزیتی و سبک، استفاده از سیستم‌های پیشرانش غیر توربوپمپی با توجه به کاهش هزینه‌های عملیاتی مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق به طراحی بهینه چندموضوعی یک ماهواره‌بر دو طبقه با استفاده از سیستم ...
بیشتر
تقریباً در تمامی ماهواره‌برها از سیستم پیشرانش توربوپمپی استفاده شده است. با ارتقاء فناوری‌های ساخت، خصوصًا در استفاده از سازه‌های کامپوزیتی و سبک، استفاده از سیستم‌های پیشرانش غیر توربوپمپی با توجه به کاهش هزینه‌های عملیاتی مورد توجه قرار گرفته است. در این تحقیق به طراحی بهینه چندموضوعی یک ماهواره‌بر دو طبقه با استفاده از سیستم پیشرانش تحت فشار برای هر دو طبقه پرداخته شده است. دو دسته اصلی سیستم‌های پیشرانش غیر توربوپمپی شامل سیستم تغذیه رگلاتوری و دمشی در ساختارهای مختلف در دو طبقه ماهواره‌بر مورد ارزیابی قرار گرفته است. استخراج جواب بهینه و ممکن مأموریت پرتابگر نیز به عنوان یک متغیر طراحی در الگوریتم بهینه‌سازی اضافه شده است. بر این اساس پرتابگری برای رسیدن ارتفاع مداری مشخص با قدرت حمل حداکثر بارمحموله و حداقل جرم برخاست برای هر ساختار پرتابگر استخراج و معرفی گردیده است. برای این منظور از چارچوب طراحی بهینه چندموضوعی AAO استفاده گردیده است. بهینهساز سطح سیستم و زیرسیستم الگوریتم تلفیقی GA-SQP انتخاب شده است.
طراحی سامانههای فضایی: فضاپیماها، ماهواره‌ها، ایستگاه‌های فضایی وتجهیزات آنها
حانیه اسحاق نیا؛ مهران نصرت الهی؛ امیرحسین آدمی
چکیده
رویکرد جدید در طراحی و توسعه پرتابگرها استفاده از فناوری‌های پیشرفته در کاهش هزینه‌های طراحی و توسعه تا حد ممکن است. در این مقاله رویکردی برای کاهش هزینه‌ها و افزایش قابلیت اطمینان پیشنهاد شده است که مبتنی بر استفاده از سیستم پیشرانش غیرتوربوپمپی (سیستم پیشرانش تحت فشار) به جای سیستم پیشرانش توربوپمپی است. بدین منظور طراحی بهینه ...
بیشتر
رویکرد جدید در طراحی و توسعه پرتابگرها استفاده از فناوری‌های پیشرفته در کاهش هزینه‌های طراحی و توسعه تا حد ممکن است. در این مقاله رویکردی برای کاهش هزینه‌ها و افزایش قابلیت اطمینان پیشنهاد شده است که مبتنی بر استفاده از سیستم پیشرانش غیرتوربوپمپی (سیستم پیشرانش تحت فشار) به جای سیستم پیشرانش توربوپمپی است. بدین منظور طراحی بهینه مفهومی چند موضوعی یک ماهواره‌بر دو طبقه با سیستم پیشرانش تحت فشار با هدف قابلیت ارسال حداکثر بارمحموله با حداقل جرم ناخالص برخاست به مدار 500 کیلومتری زمین با لحاظ موضوعات سازه، آیرودینامیک، پیشرانش، مخازن تحت فشار، شبیهسازی حرکت و برنامه پیچ بهینه، انجام پذیرفته است. بدین ترتیب پرتابگر بهینه از منظر دستیابی به مدار 500 کیلومتری با فنّاوری سیستم پیشرانش بدون توربوپمپ استخراج میگردد. در ادامه آنالیز حساسیت بر روی پرتابگر بهینه صورت پذیرفته تا میزان کارایی پرتابگر در ارتفاعهای مداری مختلف و قابلیت حمل بار مفید متناسب، مشخص گردد.
طراحی سامانههای فضایی: فضاپیماها، ماهواره‌ها، ایستگاه‌های فضایی وتجهیزات آنها
مهران نصرت الهی؛ محمد فاتحی؛ امیرحسین آدمی
چکیده
بلوک‌های انتقال مداری وظیفه‌ی انتقال ماهواره‌ها از مدار پارکینگ به سایر مدارهای هدف را دارند، در این مقاله به طراحی چند موضوعی بهینه یکی از مهم‌ترین زیر سیستم‌های آن یعنی زیرسیستم پیشرانش و از نوع دومؤلفه‌ای مایع، به‌صورت چندهدفه مبتنی بر حداقل جرم و حداکثر ضربه مخصوص پرداخته شده و درنهایت به مقایسه هزینه‌ای آن نیز اشاره‌ای ...
بیشتر
بلوک‌های انتقال مداری وظیفه‌ی انتقال ماهواره‌ها از مدار پارکینگ به سایر مدارهای هدف را دارند، در این مقاله به طراحی چند موضوعی بهینه یکی از مهم‌ترین زیر سیستم‌های آن یعنی زیرسیستم پیشرانش و از نوع دومؤلفه‌ای مایع، به‌صورت چندهدفه مبتنی بر حداقل جرم و حداکثر ضربه مخصوص پرداخته شده و درنهایت به مقایسه هزینه‌ای آن نیز اشاره‌ای گردیده است. برای ترکیبهای NTO (اکسید نیتروژن) بهعنوان اکسیدانت و سوختهای UDMH ، MMH ، Hydrazine و RP-1 (کراسین-نوع1) و برای سازه‌های معمول مورد استفاده در این سیستمها طراحی و بهینه‌سازی توسط الگوریتم ازدحام ذرات (PSO ) هیبریدی چند هدفه صورت گرفته است.
طراحی سامانههای فضایی: فضاپیماها، ماهواره‌ها، ایستگاه‌های فضایی وتجهیزات آنها
امیرحسین آدمی؛ مهران نصرت الهی؛ حانیه اسحاق نیا؛ سجاد خیرخواه؛ شیوا امامی؛ سید علی سعادتدار؛ نرگس افسری؛ خشایار مشهدی؛ منصور حضوری
چکیده
طراحی کن‌ست که یک مقیاس ساده و کوچک از یک ماهواره است، تجربه‌ای برای آمادگی جهت طراحی چرخۀ عمر پروژه‌ای فضایی می‌باشد. در مقالۀ حاضر فرآیند طراحی و ساخت کن‌ست آرتا که در کلاس علی- اکتشافی مسابقات بین المللی کن‌ست ایران شرکت نمود، به تحریر درآمده است. سناریوی عملیات بدین شرح است که یک سامانۀ پویشگر خودکار، پس از رهایش از ارتفاع 300 ...
بیشتر
طراحی کن‌ست که یک مقیاس ساده و کوچک از یک ماهواره است، تجربه‌ای برای آمادگی جهت طراحی چرخۀ عمر پروژه‌ای فضایی می‌باشد. در مقالۀ حاضر فرآیند طراحی و ساخت کن‌ست آرتا که در کلاس علی- اکتشافی مسابقات بین المللی کن‌ست ایران شرکت نمود، به تحریر درآمده است. سناریوی عملیات بدین شرح است که یک سامانۀ پویشگر خودکار، پس از رهایش از ارتفاع 300 متری سطح زمین، با استفاده از یک زیرسیستم بازیابی (چتر) که سرعت نزول و موقعیت فرود آن توسط سیستم کنترلر چتر، کنترل میشود، فرود میآید. در حین نزول دادهبرداری به وسیلۀ حسگرها صورت گرفته و به ایستگاه زمینی ارسال میگردد. پس از تماس با زمین سیستم جدایش آن عمل کرده و چتر را از بخش Rover جدا مینماید؛ سپس کن‌ست با Rover نمودن بر روی زمین با استفاده از بخش نمونهبردار تعبیه شده در زیر سازه، خاکبرداری را در حین حرکت به سمت نقطه هدف انجام میدهد؛ در تمام طول مأموریت سلامت کامل محمولۀ زیستی حفظ میگردد.
علوم و فناوری فضایی
مهران نصرت الهی؛ احمد سلیمانی
چکیده
در تحقیق حاضر، عملکرد عملگرهای مومنتوم سیالی در مدیریت دمایی ماهواره براساس دو چیدمان پیشنهادی هرمی و سه محوره مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور دمای دیواره‌های ماهواره با حضور عملگرها و بدون عملگرها در یک دور چرخش مداری ماهواره مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با یکدیگر مقایسه شده‌اند. برای عملگرهای مومنتوم سیالی که به صورت ...
بیشتر
در تحقیق حاضر، عملکرد عملگرهای مومنتوم سیالی در مدیریت دمایی ماهواره براساس دو چیدمان پیشنهادی هرمی و سه محوره مورد بررسی قرار گرفته است. به این منظور دمای دیواره‌های ماهواره با حضور عملگرها و بدون عملگرها در یک دور چرخش مداری ماهواره مورد بررسی قرار گرفته و نتایج با یکدیگر مقایسه شده‌اند. برای عملگرهای مومنتوم سیالی که به صورت یک حلقه بسته هستند از قاب مرجع چرخان استفاده شده و جریان سیال در داخل عملگرها آرام در نظر گرفته شده است. میزان تاثیر سرعت دورانی سیال در داخل عملگرها بر دمای دیواره‌های ماهواره تحت دو سرعت دورانی مختلف بررسی و شار گرمایی وابسته به زمان بر دیوارهها استخراج شده است. نتایج بیانگر این است که در چیدمان هرمی، کاهش دمای سطوح دیواره ماهواره متاثر از دو پارامتر سرعت دورانی سیال و میزان چرخش مداری ماهواره بوده، اما در شرایط بحرانی، چیدمان سه محوره سریعتر میتواند این مدیریت دمایی را انجام دهد.
مهران نصرت الهی؛ علیرضا نوین‌زاده؛ مصطفی ذاکری
دوره 8، شماره 1 ، فروردین 1394
چکیده
هدفاز اینمقاله،طراحییک سامانة فضایی با شیوه‌ای جدید به‌منظورانتقال بین سیاره‌ای از مدار پارک به مدار هذلولی مقصدباکم‌ترینوزنودرحالتغیرایده‌آلاست. وظیفة بلوک انتقال مداری (مدارگرد) هدایت ماهواره به مدار مقصد است، بدین صورت کهابتدابلوکدرمدارپارکقرارگرفتهوسپسباروشن‌شدنموتور سوختجامددرمدتزمانمشخصیواردمدارهذلولی مقصدمی‌شود.برای ...
بیشتر
هدفاز اینمقاله،طراحییک سامانة فضایی با شیوه‌ای جدید به‌منظورانتقال بین سیاره‌ای از مدار پارک به مدار هذلولی مقصدباکم‌ترینوزنودرحالتغیرایده‌آلاست. وظیفة بلوک انتقال مداری (مدارگرد) هدایت ماهواره به مدار مقصد است، بدین صورت کهابتدابلوکدرمدارپارکقرارگرفتهوسپسباروشن‌شدنموتور سوختجامددرمدتزمانمشخصیواردمدارهذلولی مقصدمی‌شود.برای قراردادنبلوکدرمدارانتقالمورد نظروباتوجهبهدوعاملکنترلیکهشاملکنترلبردارپیشرانو تغییراتاندازةپیشراناستازالگوریتم‌های کنترلبهینهبرایبهینه‌سازیتابعهدفاستفادهمی‌شود.از آنجاکهمکاناولیهوزمانروشن‌شدنموتور،زمانو مکانخاموش‌شدنموتور، زمان سوزش، تاریخچة بردار پیشران و همچنین تاریخچة اندازة پیشرانبرایانجام مانورمشخصنیست، مجدداً بامسئله‌ایبهینه در ابتداو انتهامواجههستیم. به دلیل اینکه، وزن سوخت در بلوک‌های مداری تأثیر بسیار زیادی در عملکرد و هزینه دارند، بنابراین، در این مقاله، روشی برای ترکیب طراحی موتور سوخت جامد، مکانیک مداری و الگوریتم‌های بهینه‌سازی ارائه میشود تا به موجب آن وزن سوخت بهینه شود. این فرایند شامل طراحی موتور، مشخص‌کردن الزامات طراحی، استفاده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی و مشخص‌کردن قیود طراحی است.
مهران نصرت الهی؛ علیرضا باصحبت نوین‌زاده؛ مصطفی ذاکری؛ ولی بمانی؛ یزدان عمادی‌نوری
دوره 7، شماره 4 ، دی 1393
چکیده
روش طراحی که در این مقاله ارائه میشود ، برای بلوک انتقال مداری و به‌منظور ابزارسازی، تسریع و سهولت در انجام طراحی سیستمی بلوک انتقال مداری برای انتقال ماهواره از مدار مقصد به مدار هدف است. هدف اصلی در این مقاله، طراحی سیستمی بلوک انتقال مداری سوخت مایع با رویکردی جدید، به‌منظور انجام مانور انتقال مداری در حالت ایده‌آل و ارائة ...
بیشتر
روش طراحی که در این مقاله ارائه میشود ، برای بلوک انتقال مداری و به‌منظور ابزارسازی، تسریع و سهولت در انجام طراحی سیستمی بلوک انتقال مداری برای انتقال ماهواره از مدار مقصد به مدار هدف است. هدف اصلی در این مقاله، طراحی سیستمی بلوک انتقال مداری سوخت مایع با رویکردی جدید، به‌منظور انجام مانور انتقال مداری در حالت ایده‌آل و ارائة یک روش نظام‌مند سادة تداخلی برای طراحی محصولات هوافضایی است. طراحی بلوک انتقال مداری شامل طراحی کلیة زیرسیستم‌ها و یکپارچه‌سازی کلیة زیربخش‌های طراحی است. طراحی کلیة زیرسیستم ها در ارتباط معنادار با سایر زیرسیستم ها و کلیه قیودات زیرسیستمی و سیستمی حاصل میشود. علاوه بر نگاه سیستمی به طراحی هر یک از زیر بخش های طراحی، ایجاد محیط بهینه‌سازی زیرسیستم با توجه به فیزیک عملکردی زیر سیستم و همچنین یکپارچه‌سازی جامع طراحی سیستمی بلوک انتقال مداری در یک محیط بهینه صورت گرفته است. نتیجة نهایی طراحی بلوک انتقال مداری برای یک مأموریت مشخص در نتیجة همگرایی جرمی- ابعادی روابط موجود در طراحی یکپارچه است. موارد یکپارچه‌سازی طراحی طبق ماتریس طراحی و موارد بهینه‌سازی وهمگرایی در طراحی در متن مقاله به تفصیل آورده شده است. با توجه به ارائة روشی کاملاً علمی و کاربردی و قابل بسط به طراحی نهایی محصول، صحه گذاری در این مقاله به صورت بررسی اجمالی بر روند پارامتری نتایج حاصل از طراحی صورت گرفته است. بنابراین، در این مقاله، روشی جدید برای یکپارچه سازی طراحی در محیط بهینه سازی و همگرایی مشارکتی با حفظ کلیة قیودات و محدودیت‌های سیستمی برای مشخص‌کردن مشخصات سیستم و زیرسیستم‌های بلوک انتقال مداری تدوین شده است
امیرحسین آدمی؛ مهران نصرت الهی
دوره 4، شماره 4 ، دی 1390
چکیده
در این مقاله با استفاده از یک الگوریتم جدید، سیستم تعیین وضعیت بدون ژیروسکوپ یک ماهوارة کوچک با دقت تعیین وضعیت ° 2± غیروابسته به زمان مد نظر است. مه مترین محدودیت در نانوماهوار هها
جرم زیرسیست مهای مختلف آن است. لذا همواره در طراحی اینگونه ماهوار هها کاهش جرم و هزینة زیرسیست مها مورد توجه است. برای این منظور از یک حسگر مغناطیسی ...
بیشتر
در این مقاله با استفاده از یک الگوریتم جدید، سیستم تعیین وضعیت بدون ژیروسکوپ یک ماهوارة کوچک با دقت تعیین وضعیت ° 2± غیروابسته به زمان مد نظر است. مه مترین محدودیت در نانوماهوار هها
جرم زیرسیست مهای مختلف آن است. لذا همواره در طراحی اینگونه ماهوار هها کاهش جرم و هزینة زیرسیست مها مورد توجه است. برای این منظور از یک حسگر مغناطیسی تک محوره، یک حسگر افق
استفاده م یشود که ک مترین جرم سیستم تعیین موقعیت و وضعیت و ک مترین GPS ت کمحوره و یک گیرندة هزینة مأموریتی را به دنبال خواهد داشت. آنالیز حساسیت انجام شده در حضور خط انداز هگیری حسگرها، نشا ندهندة کارایی سیستم در تعیین وضعیت ماهواره با دقت مورد نظر است
