مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

روند نمای طراحی مفهومی حامل فضایی با رویکرد پردازش آماری برمبنای حساسیت سرعت نسبت به نیروهای مؤثر خارجی

نویسندگان
1 فارغ التحصیل دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی
2 دانشیار دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی
3 استادیار پژوهشگاه هوافضا وزارت علوم تحقیقات و فناوری
چکیده
هدف از ارائه مقاله، اثبات دقت بالای طراحی آماری حامل‌های فضایی با استفاده از شبیه‌سازی مسیر پروازی و آنالیز حساسیت سرعت نسبت به نیروهای موثر خارجی می‌باشد. با توجه به جایگاه طراحی آماری در فاز طراحی مفهومی و مزیت‌های طراحی آماری برای جلوگیری از تلفات زمانی و هزینه‌ای، مشخصات سیستمی حامل فضایی نمونه بر مبنای اطلاعات آماری جامعه مورد مطالعه محاسبه می‌شود. سپس با حل معادلات حرکت حامل فضایی، مشخصات حامل فضایی (پارمترهای طراحی)، به‌گونه‌ای محاسبه می‌گردد که سرعت نهایی حاصل از شبیه‌سازی پروازی، با سرعت قابل حصول در مدار مأموریت، کمتر از 1 درصد اختلاف داشته باشد. حامل‌های فضایی موردمطالعه حامل‌های سوخت مایع دومرحله‌ای با قابلیت حمل بار محموله 2.5- 3.5 تن به مدار نزدیک زمین می‌باشند. که به‌منظور ارزیابی و صحت سنجی روش طراحی آماری از اطلاعات حامل فضایی سیکلون استفاده‌شده است. پروفایل‌های سرعت، ارتفاع و زاویه مسیر حامل طراحی‌شده به روش آماری با حامل فضایی سیکلون مقایسه شده، به‌این‌ترتیب قابلیت انجام مأموریت و دقت طراحی آماری اثبات می‌شود. با مقایسه سرعت ایده‌آل فضایی و سرعت حاصل از شبیه‌سازی پروازی، تغییرات سرعت مؤثر از هر نیرو به دست می‌آید. درنهایت عامل افت سرعت در هر مرحله و درصد حساسیت سرعت مرحله نسبت به آن نیروهای موثر خارجی، هم برای حامل طراحی‌شده به روش آماری و هم برای حامل سیکلون آنالیز شده است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Conceptual design algorithm with statistical processing approach based on Sensitivity analysis of velocity relative to effective external forces

نویسندگان English

Niusha Ahmadzadeh 1
Mehran Mirshams 2
Hasan Naseh 3
چکیده English

The major purpose of this paper is to illustarte of statistical design accuracy using trajectory simulation for launch vehicles design in conceptual design phase and also sensitivity analysis of velocity relative to effective external forces. Considering the advantages of statistical design to prevent the time and cost losses, system specification of sample launch vehicle calculated based on statistical data of the studied population. Then, by solving the equations of motion, design parameters are calculated in such a way that difference of the final velocity of trajectory simulation and needed orbital speed is less than 1 percent. Studied launch vehicles are two-stage liquid propellant vehicles, with Portability 2.5-3.5 tons mass to the low earth orbit. To validate, curves of speed, altitude and angle of path of launch vehicle designed with statistical method, compared with curves of Tsiklon launch vehicle, therefore correct operation the mission and accuracy of the statistical design algorithm is proved. By comparing ideal speed and speed of simulation, speed changes of any effective force obtained. Eventually speed loss factor at each stage and sensitive percent of each stage speed relative to the force, for both launch vehicles, statistical design and tsiklon, is analyzed.

کلیدواژه‌ها English

Conceptual Design
statistical analysis
Trajectory Simulation
Liquid Launch Vehicles
Statistical Design Algorithm