تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,323 |
تعداد مقالات | 16,270 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,953,793 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,624,464 |
طراحی مفهومی ماهواره بر هواپایه بر مبنای مقیاس بندی | ||
مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز | ||
مقاله 2، دوره 51، شماره 2 - شماره پیاپی 95، مرداد 1400، صفحه 11-20 اصل مقاله (621.44 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jmeut.2021.9846 | ||
نویسندگان | ||
محمد اعلایی* 1؛ دانیال ژاله2؛ افشین خواجه فرد3 | ||
1دکترای هوافضا، دانشکده هوافضا، دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران | ||
2دکترای هوافضا، دانشکده مکانیک، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران | ||
3عضو هیئت علمی دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری، تهران، ایران | ||
چکیده | ||
ماهوارههای با وزن 10 – 1 کیلوگرم با عنوان نانوماهواره شناخته میشوند که با توجه به پیشرفت فناوری و کوچکتر شدن قطعات الکترنیکی، استفاده از ماهورهمکعب شکل/ماهوارهقوطیشکلها بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. روش بهینه و کمهزینه پرتاب این نوع ماهوارهها، پرتاب هواپایه است. طراحی مفهومی و شبیهسازی مسیر صعود یک موشک ماهوارهبر هواپایه بر اساس نوع هواپیمای حامل، فناوری در دسترس ساخت راکت موتورها، سرعت، ارتفاع، زاویه و موقعیت جغرافیایی رهایش متفاوت است که تغییر در هر کدام از این پارامترها به مثابه یک طراحی جدید به حساب میآید. در این پژوهش، امکانسنجی و طراحی مفهومی پرتاب هواپایه نانوماهواره 10 کیلوگرمی به مدار پارکینگ با استفاده از هواپیمای جنگنده کارامد بصورت بومی انجام گرفته است. بدین منظور طرح مفهومی راکت ماهوارهبر هواپایه پس از 5 مرحله طراحی حاصل شده است. طراحی بر اساس مقیاسبندی از تنها نمونه عملیاتی بدست آمده و پیکربندی نهایی دارای وزن 2270 کیلوگرم، طول 6/6 متر و قطر 65/0 سانتیمتر میباشد. شبیهسازی مسیر صعود با استفاده از یک کد 3 درجه آزادی تدوین شده به زبان فورترن انجام گرفته و با مدلسازی مسیر موشک پگاسوس اعتبارسنجی شده است. | ||
کلیدواژهها | ||
نانوماهواره؛ پرتاب هواپایه؛ مقیاس بندی؛ شبیه سازی مسیر صعود | ||
مراجع | ||
[1] Aelaei M., Ommi F. and Karimian S., Accuracy Evaluation of Semi-empirical and Numerical Methods in Estimation of Aerodynamic Coefficients for air-launch-to-orbit delta wing (in Persian), Modares Mechanical Engineering, Vol. 17, No. 9, pp. 207-216, 2017. [2] Bartolotta, P., Alan W., Mark S., Randall T. Voland, and Larry H., Horizontal Launch: A Versatile Concept for Assured Space Access, 2011. [3] Sarigul-Klijn N, Noel C, Sarigul-Klijn M. Air Launching Eart-to-Orbit Vehicles: Delta V gains from Launch Conditions and Vehicle Aerodynamics. In 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, pp. 872, 2004. [4] Ridolfi, L., Pontani M., and Teofilatto P., Effect of different flight conditions at the release of a small spacecraft from a high performance aircraft, Acta Astronautica Vol. 66, No. 5, pp. 665-673, 2010. [5] DePasquale, D., and Bradford J., Nano/Microsatellite Market Assessment, Public Release, Revision A, SpaceWorks, 2013 [6] Niederstrasser, C., and Warren F., Small launch vehicles–a 2015 state of the industry survey, 2015. [7] Van Kesteren, M. W., Air Launch versus Ground Launch: a Multidisciplinary Design Optimization Study of Expendable Launch Vehicles on Cost and Performance, 2013. [8] Van Kesteren, M.W., Zandbergen, M., Kleef. V., Design and Analysis of an Airborne, solid Propelled, Nanosat Launch Vehicle using Multidisciplinary Design Optimization, 2015. [9] Mendenhall, M.R., Lesieutre, DJ., Caruso, S., Dillenius, M.F. and Kuhn, G.D., Aerodynamic design of Pegasus-Concept to flight with computational fluid dynamics, Journal of Spacecraft and Rockets Vol. 31, No. 6, pp. 1007-1015, 1994. [10] Sarigul-Klijn, N., Sarigul-Klijn, M., and Noel, C., Air-launching earth to orbit: Effects of launch conditions and vehicle aerodynamics, Journal of spacecraft and rockets Vol. 42, No. 3, pp. 569-575, 2005. [11] Kim YS, Park J, Lee JW, Bae KJ, Byun YH, On the optimal design and aerodynamic performance of a supersonic air-launching rocket, 21st AIAA Applied Aerodynamics Conference, p. 4223, 2003. [12] Lee JW, Noh KH, Byun YH, Park BK., Preliminary design of the hybrid air-launching rocket for Nanosat, International Conference on Computational Science and its Applications (ICCSA 2007), IEEE, pp. 290-295, 2007. [13] M. Aelaei, S. Karimian and F. Ommi, "Sensitivity Analysis and Optimization of Delta Wing Design Parameters using CFD-Based Response surface method," Journal of applied fluid mechanics, vol. 12, no. 6, pp. 1885-1903, 2019. [14] Choi YC, Noh KH, Lee JW, Byun YH, Park BK., Optimal air-launching rocket design using system trades and a multi-disciplinary optimization approach, Aerospace Science and Technology, Vol. 13, No 7, pp. 406-14, 2009 [15] Van Kleef, A.J.P., & Oving, B.A., Affordable Launch Opportunities for Small Satellites, 2012. [16] Ji YM, Kim YS, Lee JW, Park JS., Effect of CG and control surface area on supersonic separation of an air-launching rocket from the mother plane, Aerospace Science and Technology, Vol. 14, No. 1, pp. 19-25, 2010. [17] Sohier, H., Piet-Lahanier, H. and Farges, J.L., Analysis and optimization of an air-launch-to-orbit separation, Acta Astronautica Vol. 108, pp. 18-29, 2015. [18] Kawashima, R., CanSat leader training program: past, present and future, C. UANL 19, No. 81, 76-82, 2016 [19] Boltz, F.W., Optimal ascent trajectory for efficient air launch into orbit, Journal of spacecraft and rockets, Vol. 41, No. 1, pp. 153-157, 2004. [20] Anderson J.D., Aircraft performance and design. Vol. 1, New York: McGraw-Hill. 1999. [21] Curtis, H.D., Orbital mechanics for engineering students. Butterworth-Heinemann, 2013. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 681 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 747 |