انجمن هوافضای ایران- پژوهشگاه هوافضاعلوم و فناوری فضایی2008-456010120170522A Nonlinear Attitude Controller for a Launch Abort System of a Manned Spacecraftطراحی کنترلر وضعیت غیرخطی برای سامانة لغو پرتاب یک فضاپیمای سرنشیندار11351756FAقاسم کاههپژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات و فناوری، تهرن، ایران0000-0001-5511-2171میثم محمدی امینپژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات و فناوری، تهرن، ایران0000-0002-4351-2749آرش سفیدان بنیسیپژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات و فناوری، تهرن، ایرانJournal Article20170317Various strategies have been developed to increase the safety of spacecraft crews, among which the Launch Abort System has been widely considered by the space centers across the world. The launch abort system should be able to carry the crew module away from the failed launcher or rocket in a short time in accordance with the predetermined profile and recover the crew module on the ground. While the main part of the vehicle flight consists of the tracking, reorientation, and settling phase; attitude control in the flight path is done via the roll and pitch channel. Non-linear dynamic inversion flight control is considered for the attitude control of the LAS. Tracking the predetermined profile for the angle of attack as well as the sideslip angle and maintaining the stability of the vehicle in the flight path are considered as the control objectives based on the requirements. Simulations and analytical evaluations indicate the outperformance of the proposed controller for the attitude control of LAS in line with the predetermined profile.راهکارهای مختلفی برای افزایش امنیت سرنشینان فضاپیماها توسعه داده شده که در بین آنها سامانة لغو پرتاب به صورت گستردهای مورد استقبال مراکز فضایی جهان قرار گرفته است. سامانه لغو پرتاب باید بتواند در مواقع بحران در مدت زمان کوتاهی محموله حامل سرنشینان را طبق یک پروفایل سرعت و مسیرمشخص از محل حادثه دور کرده و به زمین برگرداند. با توجه به اینکه اهم حرکت وسیله در فازهای تعقیب و قرارگیری است، کنترل مسیر از طریق کنترل دو کانال فراز و سمت با توجه به محدودیتها و الزامات سیستم انجام میشود. با توجه به مانور بالای سامانه لغو پرتاب، در این مقاله کنترل کنندة وضعیت با استفاده از روش غیرخطی وارون دینامیک طراحی میشود که در آن فرامین کنترلی بر اساس میزان تراست مورد نیاز برای نازلها ارسال میشود. شبیهسازیهای انجام شده نشان میدهد کنترلر طراحی شده قادر است محموله را طبق اهداف تعیین شده هدایت نموده و در مدت تعیین شده از محل حادثه دور کند.https://jsst.ias.ir/article_51756_47fa673a3a478725bbae3ac425b1b56f.pdfانجمن هوافضای ایران- پژوهشگاه هوافضاعلوم و فناوری فضایی2008-456010120170522Numerical Simulation of Turbulent Reacting flow in a Trapped Vortex Combustorشبیهسازی عددی جریان واکنشی مغشوش در محفظة احتراق با گردابة به دام افتاده152551277FAمصطفی اسماعیلیدانشکده مکانیک، دانشکده فنی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایرانJournal Article20170315Trapped vortex combustor (TVC) is a compact combustor which represents the high efficiency in flame stabilization. In this study, turbulent reacting flow through trapped vortex combustor is numerically simulated. In order to model turbulence, the K-ω-SST and scale adaptive simulation (SAS) models, and to model combustion, the species transport and probability density function (PDF) approaches are used. To verify the numerical model, numerical results are compared with the available experimental data. There is a good agreement between the mean and RMS values of temperature and emission indices (CO, unbernt hydrocarbon (UHC) and NO<sub>x</sub>) obtained from numerical results and experimental data. Moreover, simulation is performed for different values of equivalence ratios and mainstream inlet temperatures and results show that with a constant value of equivalence ratio, by increasing the mainstream inlet temperature, combustion efficiency increases, while CO and UHC emission indices decrease.محفظة احتراق با گردابة به دام افتاده محفظهای فشرده است که کارایی بالایی در پایداری شعله دارد. در این مطالعه، جریان واکنشی مغشوش در محفظة احتراق با گردابة به دام افتاده به صورت عددی شبیهسازی شده است. مدلهای توربولانسی شبیهسازی مقیاس انطباقی و K-ω-SST، و رویکردهای احتراقی انتقال اجزاء و تابع چگالی احتمال برای مدلسازی توربولانس و احتراق مورد استفاده قرار گرفتهاند. به منظور اعتبارسنجی مدل عددی، نتایج عددی با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه شده است. انطباق مناسبی بین مقادیر متوسط و نوسانی دما، مقادیر صدور آلایندهها (مونوکسید کربن، هیدروکربن نسوخته و اکسیدهای نیتروژن) و همچنین راندمان احتراق بهدست آمده از حل عددی و نتایج آزمایشگاهی وجود دارد. ضمناً، شبیهسازی برای مقادیر مختلف نسبت هم ارزی و دمای ورودی جریان اصلی انجام شد و نتایج نشان میدهد که در یک مقدار ثابت نسبت هم ارزی، با افزایش دمای جریان اصلی، راندمان احتراق افزایش و شاخصهای آلایندگی مونوکسیدکربن و هیدروکربن نسوخته کاهش مییابند.https://jsst.ias.ir/article_51277_8066c67c9db0b7f41bfea47139c8c1fb.pdfانجمن هوافضای ایران- پژوهشگاه هوافضاعلوم و فناوری فضایی2008-456010120170522Plasma Antenna Technology in Space Missionsآنتن پلاسما در مأموریت های فضایی273451280FAفاطمه صادقی کیاپژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات و فناوری، تهرن، ایران0000-0003-4665-5566Journal Article20170408This study focuses on the characteristics of plasma antennas for their application in space communication systems. Structural and functional characteristics of plasma antenna are presented to evaluate their capability of being used in space missions. Numerical and experimental analysis results of the plasma antenna show that the resonant frequency of the antenna is controllable by changing the applied power, thus allowing different transmitting frequencies with a single element. This property leads to the reduction of the antenna elements in a limited area and the simplification in the layout of onboard communication systems as well as a decrease in the interferences of the electromagnetic waves. Analysis of the circular array of plasma antenna shows a novel beam forming mechanism with a high directivity in the space.<span lang="AR-SA">در این مقاله، ویژگی</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">های استفاده از فناوری پلاسما در آنتن</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA"> سیستم</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">های ارتباطی حوزة فضایی مورد بررسی و پژوهش قرار می</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">گیرد. در راستای بررسی قابلیت جایگزینی آنتن</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">های فلزی با عناصر پلاسمایی معادل در سیستم</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">های فضایی و ایستگاه زمینی، مشخصات ساختاری و عملکردی آنتن پلاسمای نمونه ارائه می</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">شود. با توجه به نتایج حاصل از تحلیلهای نرمافزاری و اندازهگیریهای انجام شده بر روی آنتن تحت تست درخصوص قابلیت تغییر فرکانس کاری در یک آنتن پلاسمایی، امکان استفادة مشترک و غیرهمزمان از یک آنتن در چند سیستم ارتباطی فراهم است و این ویژگی سبب می</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">شود علاوه بر کاهش تعداد آنتنها در یک فضای محدود، تداخلات الکترومغناطیسی آن</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">ها نیز کاهش یابند. بررسی نرمافزاری استفاده از عناصر پلاسمایی در آرایه</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">ها، به</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">ویژه آرایه</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">های دایروی، از دیگر دستاوردهای این مقاله پژوهشی است. آرایه</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">های پلاسمایی دایروی می</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">توانند در جهت</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">یاب</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">های سیگنال</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">های رادیویی، بهویژه در ایستگاههای زمینی سامانههای بازگشتپذیر، مورد استفاده قرار گیرند و قابلیت چرخش الگوی تشعشعی بسیار جهت</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">دار و با دقت نشانه</span><span lang="AR-SA"></span><span lang="AR-SA">روی بالا را در فضای دایروی فراهم کنند. </span>https://jsst.ias.ir/article_51280_386caa2efb0dce90b95d9d0f529fe4fe.pdfانجمن هوافضای ایران- پژوهشگاه هوافضاعلوم و فناوری فضایی2008-456010120170522Effective Parameters of the Aluminum Particles Cyclone Separator in the Effervescent Fuelبررسی پارامترهای مؤثر بر سیکلون جداکنندة ذرات آلومینیوم موجود در سوختهای جوشان354551281FAجواد وزیری نایین نژاددانشکدة مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانفتح الله امیدانشکدة مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران0000-0003-3019-3686سید حسین موسویدانشکدة مهندسی مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایرانJournal Article20160628The addition of proper-sized metal particles to the effervescent fuels increases the density of exhaust gases from rocket engines and the trust consequently. On the other hand, the addition of non-optimized metal particles causes combustion instability. Thus, the separation of proper-sized metal particles is under consideration here. In this study, among different methods of separating the aluminum particles in the fuel, the performance of the conic cyclone separator has been studied and the numerical results are validated by the experimental data. With a specific particle diameter and speed, the less the angle between the cyclone body and the horizon, the higher would be the separation efficiency. In addition, for increasing the separation efficiency of aluminum particle, it is recommended to build the inlet section of cyclone at the lower point of cyclone body.افزودن ذرات فلزی با قطر بهینه به سوختهای جوشان موجب افزایش چگالی گازهای خروجی از دهانه موتور و در نهایت افزایش تراست سیستم میشود. از سوی دیگر، در صورت بهینه نبودن قطر ذرات افزوده، ناپایداری احتراق ایجاد میشود. از این رو جداسازی ذرات با قطر مناسب اهمیت بالایی دارد. در این پژوهش از میان روشهای مختلف جداسازی ذرات آلومینیوم موجود در سوخت به بررسی عملکرد جداکنندة سیکلونی مخروطی شکل، پرداخته شده است به این منظور ابتدا شبکهبندی سیکلون با روشهای مناسبی انجام میشود و سپس نتایج عددی با آزمایشات گزارش شده در مقالات صحهگذاری میشود. با بررسی اثرات قطر، سرعت ذره و زاویة شیب میتوان دریافت که در یک قطر و سرعت ذرة مشخص، با کمتر کردن شیب سیکلون یعنی زاویة بدنة آن با افق، بازده جداسازی افزایش مییابد. همچنین هرچه مقطع ورودی ذرات آلومینیوم به سیکلون در نقطة پایینتری از بدنة سیکلون ساخته شود، بازده جداسازی بیشتر خواهد بود. https://jsst.ias.ir/article_51281_e92416b2f1a276d67cd969bb713133a5.pdfانجمن هوافضای ایران- پژوهشگاه هوافضاعلوم و فناوری فضایی2008-456010120170522Sun Vector and Magnetic Vector Simulation for Hardware in the Loop Testsشبیهسازی بردار خورشید و بردار میدان مغناطیسی در آزمایشهای سختافزار در حلقه475351282FAامیرحسین توکلیمجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایرانعلی فقیهی نیامجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایرانسید محمد مهدی دهقانمجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، تهران، ایران0000-0002-3835-0212Journal Article20161017Simulating environmental conditions for the satellite attitude sensors is a fundamental requirement of hardware in the loop tests of attitude determination and control subsystem. In this paper, a new design for simulating sun vector and magnetic vector is presented. The operating environment for attitude sensors is simulated using a sun simulator, a two-degree-of-freedom table for changing the attitude of the sun sensor, and a three-axis Helmholtz coil. The sensors measurements showed that with this setup, the sun and magnetic vectors can be created with an acceptable accuracy using the orbital position and the attitude of the satellite. So, the test bed can be used for attitude determination of hardware in the loop tests. شبیهسازی شرایط محیطی برای حسگرهای تعیین وضعیت ماهواره یکی از نیازمندیهای اساسی برای انجام آزمونهای سختافزار در حلقه سامانه تعیین و کنترل وضعیت ماهواره است. در این مقاله، طرح اجرا شده برای شبیهسازی بردار خورشید و میدان مغناطیسی زمین برای حسگرهای خورشیدی و مغناطیسی ارائه شده است. در این طرح با استفاده از یک شبیهساز خورشید، یک مجموعه دو درجه آزادی برای تغییر وضعیت حسگر خورشیدی و یک سیمپیچ هلمهولتز سهمحوری، شرایط مناسبی برای شبیهسازی محیط عملکردی حسگرهای تعیین وضعیت ایجاد شده است. نتایج اندازهگیریهای حسگرها نشان دادند با استفاده از این مجموعه میتوان بردارهای خورشید و مغناطیسی را بر اساس موقعیت مداری ماهواره و وضعیت آن در هر لحظه با دقت قابل قبولی شبیهسازی کرد. بنابراین این بستر آزمایش میتواند برای پیادهسازی بخش تعیین وضعیت در یک مجموعه سخت افزار در حلقه مورد استفاده قرار گیرد.https://jsst.ias.ir/article_51282_9d55585a45d1cb5b52610c57971b8d90.pdfانجمن هوافضای ایران- پژوهشگاه هوافضاعلوم و فناوری فضایی2008-456010120170522An Optimal Power Allocation in Multi-Beam Satellite Communication Systems Including Inter-Beam Interference by Particle Swarm Optimization (PSO)تخصیص بهینة توان با الگوریتم ازدحام ذرات در سیستمهای مخابرات ماهوارهای با تداخل بین بیمی556051283FAعلیرضا رضائیدانشکدة مهندسی علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایراننیلوفر نوبهاریدانشکدة مهندسی علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایرانحکیمه برقی زنجانیدانشکدة مهندسی علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایرانJournal Article20160518This paper aims to propose the interference and also investigates the channel effect on power allocation issue. Here, the particle swarm optimization (PSO) method is employed in order to find the optimal solution. Because of the value of resources in the satellite telecommunication systems, optimizing the use of power allocation is very important. In these systems, because of non-zero side lobe, there exists an interference between beams that affects the allocation problem. To assess the efficiency of PSO algorithm, the obtained results are compared with the Duality Theory. The analogy is conducted through three different scenarios: In the first scenario, it is supposed to have interference between each beam and the three adjacent beams. The second scenario assumes that the first beam interferes with other beams. Finally, in the third scenario, the analysis of channel conditions of each beam and its effect on the power allocation problem is provided. The objective functions for the proposed method are the total system capacity and sum of the square of difference between the requested traffic and the allocated beam power. The results indicate that the proposed algorithm improves the solution in each scenario and implements justice to the power allocation issue. به دلیل با ارزش بودن منابع توان در سیستمهای مخابرات ماهوارهای، استفادة بهینه از آنها بسیار اهمیت مییابد. بنابراین برای این سیستمها، تخصیص توان حائز اهمیت است. در این سیستمها به دلیل غیر صفر بودن لوب جانبی، تداخل بین بیمی وجود دارد که روی مسئله تخصیص توان اثر میگذارد. در این مقاله این اثر مهم و همچنین تأثیر شرایط کانال روی تخصیص توان بررسی شده و برای بهینهسازی از الگوریتم ازدحام ذرات ((PSO استفاده شده است. همچنین برای نشان دادن کیفیت این الگوریتم برای مسئله مدنظر، این روش با تئوری دوگانگی در قالب سه سناریو مقایسه شده است. در سناریوی اول فرض میشود که هر بیم با سه بیم مجاور خود تداخل دارد و در سناریوی دوم فرض میشود که تنها بیم اول با سایر بیمها تداخل دارد و در نهایت در سناریوی سوم به بررسی وضعیت کانال هر بیم و تأثیری که روی تخصیص توان میگذارد، پرداخته میشود. معیار مورد بررسی برای بهبود پاسخ در این مسائل، ظرفیت کل سیستم و جمع مربع تفاضل بین ترافیک درخواستی و توان اختصاصی به هر بیم، در نظر گرفته شده است. با بررسی پاسخها مشاهده میشود، این الگوریتم در هر سه سناریو پاسخ را بهبود بخشیده و موجب تخصیص بهینه توان شده استhttps://jsst.ias.ir/article_51283_0e18d328d4e18523f3e5c6b251a50187.pdf