نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

• مرتضی طایفی ¹
• رامین کمالی مقدم ²

¹ استادیار، گروه دینامیک پرواز و کنترل، دانشکده مهندسی هوافضا، دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، تهران، ایران

² پژوهشکده علوم و فناوری فضایی، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوریف تهران، ایران

چکیده

برای ایجاد درگ و کاهش سرعت در فاز ورود به جو کاوشگرهای فضایی، می توان بدون استفاده از مکانیزم‌های اضافی از خود بدنه کاوشگر به طور مطلوب استفاده نمود. رویکردی که در این مقاله تجزیه و تحلیل می‌شود عبارت است از جدایش دماغه و سپس پایداری جسم استوانه‌ای در مود افقی یا عمودی با کمک تنظیم محل مرکز جرم. در ابتدا با حل عددی، جسم استوانه‌ای در شرایط پروازی ورود به جو شبیه‌سازی آیرودینامیکی می‌شود و محل مرکز جرم برای رسیدن به هر کدام از حالت‌های پایداری طراحی می‌شود. سپس با توسعه معادلات حرکت شش درجه آزادی بازگشت به جو و استفاده از ضرایب و مشتقات آیرودینامیکی محاسبه شده توسط دتکام، پارامترهای پروازی شامل سرعت، شتاب، ارتفاع، زاویه حمله و عدد ماخ برای هر دو حالت مقایسه و ارزیابی می‌شوند. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهند که بازیابی افقی قادر است شرایط مطلوب‌تری را برای باز شدن چتر و فرود ایمن ایجاد کند. از جمله این شرایط، سرعت حدی محموله در فاز فرود هست که برای مود افقی مقدار کمتری نسبت به مود عمودی دارد.

کلیدواژه‌ها

• پرواز ورود به جو
• کاوشگر فضایی
• بدنه استوانه ای
• پایداری افقی و عمودی

موضوعات

• طراحی زیرمجموعه‌های فضایی: (هدایت،کنترل، سازه و...)

عنوان مقاله [English]

Design and Dynamic Analysis for Vertical and Horizontal Cylindrical Body in Reentry Flight

نویسندگان [English]

• Morteza Tayefi ¹
• Ramin Kamali Moghadam ²

¹ Assistant Professor, Department of Flight Dynamics and Control, Faculty of Aerospace Engineering, Khajeh Nasiruddin Tosi University, Tehran, Iran

² Associate Professor, Space Science and Technology Research Institute, Aerospace Research Institute, Ministry of Science, Research and Technology, Tehran, Iran

چکیده [English]

To create drag and reduce the speed of space payloads in the phase of entering the atmosphere, the payload body itself can be used as brake mechanisms without using additional tools. The approach analyzed in this paper is the separation of the nose and then the stability of the cylindrical body in horizontal or vertical mode. First, by

numerical solution, the cylindrical body is aerodynamically simulated in the flight conditions entering the

atmosphere, and the location of the center of mass is designed to achieve static stability. Then, by developing the equations of motion of atmospheric reentry using aerodynamic coefficients and derivatives calculated by DATCOM, the flight parameters for both modes are compared and evaluated. The simulation results show that the horizontal flight is more efficient and is able to create better conditions for opening the parachute and landing. Another advantage of atmospheric reentry flight in horizontal mode is the proper distribution of aerodynamic heating and reduction of heat load in certain points of the payload.

کلیدواژه‌ها [English]

• Reentry flight
• space capsule
• cylindrical body
• static and dynamic stability