طراحی مدارگرد سوخت جامد در انتقال بهینة فضایی

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات فضایی، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران

2 دانشکدة مهندسی هوافضا، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

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 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.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Solid Fuel Orbiter Designe in Optimized Space Transfer

نویسندگان [English]

  • Mehran Nosrat Elahi 1
  • Ali Reza Basohbat Novinzadeh 2
  • Mostafa Zakeri 1
1 Space Research Center, Aerospace University Complex, Malek Ashtar University of Technology, Tehran, Iran
2 Faculty of Aerospace Engineering, Khajeh Nasir al-Din Tusi University of Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

The design method presented in this paper is for utilizing, fast and easy system designing of orbital transfer block for transferring satellite from park orbit to destination orbit. The main purpose of this paper is system designing liquid propellant orbital transfer block with a new approach for ideal orbital transfer and presenting a simple interfered systematic method for designing aerospace products. Designing orbital transfer block consists of designing all subsystems and integrating all parts of design. Designing all subsystems can be achieved with a meaningful connection between all system and subsystem constraints. In addition to systematic design approach to each of the design sub algorithms, creating subsystem optimization environment according to physical performance of subsystem and also general integration of orbital transfer block system design in an optimized environment have been carried out. Final result of orbital transfer block design for a specific mission is through mass-dimension convergence of equations in integrated design. Design integration according to design matrix and optimizations and convergences of the design is discussed in the paper. According to presented method, which is scientific, functional and extensible to final design of the product, parametric process of results is briefly validated. So in this paper new method is provided for integrating the design in an optimized and collaborative convergence environment maintaining all systemic constraints and limitations to specify specifications of orbital transfer block systems and subsystems.

کلیدواژه‌ها [English]

  • system design
  • Collaborative design
  • integration
  • Optimized environment