طراحی بهینة مدار انتقال در موشک‌های ماهواره‌بر

نویسندگان

چکیده

در این مقالهبه طراحی مسیر پروازی در فاز موتور خاموش (فاز سُرِش) که در مدار انتقالی ماهواره‌برها و فضاپیماها به‌عنوان ابزار مهمی برای کاهش انرژی استفاده می‌شود، پرداخته شده است. با استفاده از پارامترهای مؤثر بر هندسة مسیر و استفاده از روابط حاکم بر مکانیک مداری، مقدار ضربه (اختلاف) سرعت در دوطرف مسیر (بین مدار اولیه و مدار نهایی) به‌صورت تابع پارامتریک از هندسة مسیر توصیف شده است و سپس با استفاده از تکنیک‌های سادة کمینه‌سازی مانند روش جستجوی فیبوناچی و استفادة همزمان از یک روش هدایت مسیر مبتنی بر سرعت لازمه در هر لحظه، مسیر بهینه طراحی شده است. مطالعة عددی با استفاده از مشخصات یک ماهواره‌بر سه‌مرحله‌ای با یک فاز سرش بین مراحل دوم و سوم انجام شده است. نتایج نشان می‌دهد که براساس شرایط مرزی خواسته شده، طراحی مسیر پروازی لازمه به‌صورت مناسب به‌دست آمده است و درعین حال، قابلیت آن را به‌عنوان یک روش با کاربرد طراحی Onlineبه‌دلیل همزمانی با سیستم هدایت مسیر، نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Optimum Transition Orbit Design for Launch Vehicles

نویسندگان [English]

  • رضا زردشتی
  • امیرعلی نیکخواه
چکیده [English]

In this paper, Design of flight trajectory in unpowered phase namely “Coast Phase” which is important in energy reduction in transition orbit of spacecrafts and launch vehicles is considered. To this aim, the velocity impulse at both sides of the transition phase (between initial and final orbits) is described as a parametric function of the geometry of the path. Then the optimal coasting trajectory is proposed using simple minimization techniques like Fibonacci Search Method and a Velocity-Required Based Steering technique simultaneously. A numerical study is performed using a three stage launch vehicle with a coast phase between second and third stages to show that the proposed technique is capable to produce optimum transition trajectory and since it is accompanied by guidance technique could be used as an online technique.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : launch vehicle
  • trajectory
  • coast phase
  • optimization
  • orbital mechanics
  • transition orbit