Authors

Faculty of Aerospace Engineering, K. N. T University of Technology, Tehran. Iran

Abstract

The principle goal of this paper is developing of Launch Vehicle Conceptual Design (LVCD) method based on combinational optimization of major design parameters. To this end, ten sub-algorithms will be presented in this design approach. Mass distribution of different stages to launch maximum payload mass to the orbit, pitch program trajectory to get to the maximum final velocity, and providing minimum velocity loss due to gravity, and also minimum axial acceleration of various stages of launch vehicle will be optimized as the results of the presented approach. The optimization process is performed subject to the restrictions. Also, the performance index is optimized in a mutual iteration mechanism. Evaluation and verification of the presented method is performed using available data of two and three-stage launch vehicles.

Keywords

  1. میرشمس م.، جزوة درسی طراحی سیستمی ماهواره­بر، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، دانشکدة هوافضا، پاییز 1384.
  2. میرشمس م.، ح. کریمی، و ح. ناصح، "الگوریتم تعیین توزیع جرم بهینه بین مراحل موشک حامل سوخت مایع"، ششمین کنفرانس سراسری انجمن هوافضای ایران، اسفند 1385، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی.
  3. لین­شو، هی، طراحی موشک (بالستیک و حامل ماهواره)، ترجمة حسن کریمی، و سیدمجتبی هاشمی دولابی، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد تهران، پاییز 1384.
  4. اموشکین، "طراحی موشک­های سوخت جامد چندمرحله­ای"، 1974.
  5. Howard D.C., Orbital Mechanics for Engineering Students, Embry Riddle Aeronautical University Dayton Beach, Florida, 2005, pp. 570-574.
  6. Martin J.L. Turner, Rocket and Spacecraft Propulsion, Principles, Practice and New Developments (2nd Edition), 2005, pp. 25-30.
  7. Beisel J.R., and M. Baltimore, "A Weight Engineer's View of the Space Age Vehicle", The 17th Conference of S.A.W.E. May 19-22, 1958, The Belmont plaza, New York.
  8. Pence D.R., "Preliminary Weight Estimation of Liquid Propellant Stages", 26th Annual Conference at Boston, Massachusetts, May 1-4, 1967.
  9. Reitz G.R., and D. Colorado, "A Method of Weight Estimation for Advance Missile Design", 23rd National Conference, SAWE Dalas Texas, May 18-21, 1964.
  10. میرشمس م.، ح. کریمی، و ح. ناصح، "روندنمای پیشنهادی تعیین برنامة زاویة پیچ موشک حامل چندمرحله­ای در فاز طراحی مفهومی"، ششمین کنفرانس سراسری انجمن هوافضای ایران، اسفند 1385، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی.
  11. فئودوسف و. ای.، مقدمه­ای بر طراحی موشک، ترجمة جعفر روشنیان، حسن کریمی، و مهران میرشمس، انتشارات دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، 1378.
  12. Malyshev V.V., M.N. Krasilshikov, V.T. Bobronikov, and V.D. Dishel, Aerospace Vehicle Control, Modern Theory and Applications, Institute aeronautics and Space, Brazil.
  13. Kirk D.E., Optimal Control Theory an Introduction, Monterey, California, 1970.
  14. آقاجان، س.م.، و ا. نقاش، "بهینه­سازی مسیر راکت­های چندمرحله‌ای"، پایان‌نامة کارشناسی ارشد، آبان 1378.
  15. گزارش برنامة طراحی بالستیکی موشک­های زمین به زمین و حامل (برنامة PBRM)، سازمان صنایع هوافضا.
  16. Lewis M.J., Tharen Rice, "Design of University Launch Vehicle System", Journal of AIAA, Department of Aerospace Engineering, University of Maryland at College Park, 1992.
  17. Tsohas J., Lioyd J. Droppers, "Sounding Rocket Technology Demonstration for Small Satellite Launch Vehicle Project", AIAA, 24-27 April 2006.
  18. Geethaikrishnan C., "Multidisciplinary Design Optimization Strategy in Multi-Stage Launch Vehicle Conceptual Design", 1st Progress Seminar Report, Department of Aerospace Engineering Indian Institute of Technology, Bombay, August 2003.
  19. Rowell L.F., and John J. Korte, "Launch Vehicle Design and Optimization Methods and Priority for the Advanced Engineering Environment", October 2003.
  20. میرشمس م.، و ح. ناصح، "راهنمای انجام پروژة درسی طراحی سیستمی ماهواره­بر"، کارشناسی ­ارشد مهندسی هوافضا، دانشکدة مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، زمستان 1385.
  21. Fortescue P., J. Stark, and G. Swinerd, Spacecraft System Engineering, 3rd, John Wiley and Suns., 2003.
  22. Brown Ch.D., "Spacecraft Mission Design", AIAA, Education series, 1992, pp. 7-10.
  23. International Reference Guide to Space Launch Systems, AIAA, 1994.
  24. Chin S.S., Missile Configuration Design, Aeronautics Engineering, Orlando, Florida, 1961.