نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد/ دانشکده هوافضا دانشگاه صنعتی شریف

2 هیئت علمی/دانشکده هوافضا دانشگاه شریف

3 پژوهشکده سامانه های حمل و نقل فضایی

چکیده

یکی از مسائل بحرانی در عملیات سرویس‌دهی به ماهواره‌هایی که در مدار قرار گرفته‌اند، ایجاد یک مکانیزم پهلوگیری امن و قابل اعتماد است. در این مقاله رفتار دینامیکی یک پین انعطاف‌پذیر در مکانیزم پهلوگیری مرکزی ماهواره‌ها بررسی شده و نیز با استفاده از توانمندی‌های نرم افزار آدامز شبیه‌سازی انجام شده است. به  این ترتیب که ابتدا  یک مدل سه‌بعدی برای  عملیات پهلوگیری دو ماهواره با فرض تیر یکسر درگیر انعطاف‌پذیر به عنوان جاذب شوک، ایجاد شده و در مرحله بعد، مساله برخورد بررسی شده است. نتایج شبیه‌سازی از هماهنگی مناسبی با نتایج تئوری و تجربی مشابه برخوردار است. در نهایت، علاوه بر حل مساله به صورت سه‌بعدی و بررسی پدیده ضربه بین دو ماهواره و نیروی اعمال شده در حین آن، اثر پارامترهایی نظیر نوع اتصال بین تیر و جرم متمرکز و همین‌طور اتصال بین ناحیه مخروطی و بدنه ماهواره هدف، بررسی شده‌اند. نتایج این بررسی‌ها نشان می‌دهد که دوران گوی نسبت به پین مخصوصا در راستای رُل، نیروی ضربه بین دو ماهواره را کاهش می‌دهد. همچنین متحرک بودن گوی سرعت ماهواره هدف و نیز سرعت زاویه‌ای آن را بعد از برخورد به میزان کمتری افزایش داده و بدین وسیله احتمال اتصال موفق ماهواره‌ها را افزایش می‌دهد. از طرفی، حرکت ناحیه مخروطی نسبت به ماهواره هدف نیز یکی از عواملی است که بیشینه نیروی برخورد دو ماهواره را کاهش داده و در نتیجه، شوک حاصل از برخورد روی سازه دو ماهواره را  کاهش می‌دهد و شانس پهلوگیری موفق افزایش می‌یابد

کلیدواژه‌ها

موضوعات

##Fehse, Automated rendezvous and docking of spacecraft. Cambridge university press, 2003.##
## Zhang, S. Meguid, Y. Huang, and X. Chen, Accurate and consistent FE modelling of soft docking of micro/nano paired-satellites using variational inequalities, International Journal of Mechanics and Materials in Design, Vol. 12, No. 4, pp. 509-523, 2016.##
## Zhang, Y. Huang, W. Han, and X. Chen, Research of flexible beam impact dynamics based on space probe-cone docking mechanism, Advances in Space Research, Vol. 49, No. 6, pp. 1053-1061, 2012.##
##B. Hays, P. Tchoryk, J. C. Pavlich, and G. Wassick, Dynamic simulation and validation of a satellite docking system, in Space Systems Technology and Operations, Vol. 5088, pp. 77-89, 2003.##
## B. Hays, P. Tchoryk, J. C. Pavlich, G. A. Ritter, and G. J. Wassick, Advancements in design of an autonomous satellite docking system, in Spacecraft Platforms and Infrastructure, Vol. 5419, pp. 107-119, 2004.##
## Boesso and A. Francesconi, ARCADE small-scale docking mechanism for micro-satellites, Acta Astronautica, Vol. 86, pp. 77-87, 2013.##
##Han, Y. Huang, and X. Chen, Research of impact dynamic modeling of flexible probe-cone docking mechanism based on Kane method, Archive of Applied Mechanics, Vol. 85, No. 2, pp. 205-221, 2015.##
##Han, Y. Huang, X. Chen, and X. Zhang, Flexible cone impact dynamics based on space probe-cone docking mechanism, Science China Physics, Mechanics and Astronomy, Vol. 57, No. 1, pp. 128-137, 2014.##
## Zhang, Y. Huang, W. Han, and X. Chen, Accurate shape description of flexible beam undergoing oblique impact based on space probe-cone docking mechanism, Advances in Space Research, Vol. 52, No. 6, pp. 1018-1028, 2013.##
##Zhang, Y. Huang, and X. Chen, Contact analysis of flexible beam during space docking process, Advances in Engineering Software, Vol. 64, pp. 38-46, 2013.##
##Zhang, Y. Huang, X. Chen, and W. Han, Modeling of a space flexible probe–cone docking system based on the Kane method, Chinese Journal of Aeronautics, Vol. 27, No. 2, pp. 248-258, 2014.##
##Daneshjou and R. Alibakhshi, Multibody dynamical modeling for spacecraft docking process with spring-damper buffering device: A new validation approach, Advances in Space Research, Vol. 61, No. 1, pp. 497-512, 2018.##
##Alibakhshi and K. Daneshjou, A New Buffer in Impact Reduction for Aerospace Applications, Latin American Journal of Solids and Structures, Vol. 15, No. 5, 2018.##
##م. نوابی، م. ر. اخلومدی. کنترل بهینه غیرخطی مساله ملاقات و اتصال فضایی. علوم و فناوری فضایی. 1394 [cited 2022June02];##8(3):27-40. Available from: https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=295138
##م. بختیاری, ک. دانشجو, س. زلارعی. ردیابی و کنترل وضعیت نسبی یک ماهواره در حضور دینامیک موقعیت و اغتشاش جسم سوم با استفاده از کنترلر مود لغزشی. دانش و فناوری هوافضا 1400; 10(2).##
##Han, Y. Y. Huang, X. Zhang, and X. Q. Chen, Collision Simulation Analysis for Space Flexible Probe-cone Docking Mechanism, in Applied Mechanics and Materials, 2012, Vol. 138, pp. 111-116: Trans Tech Pub.##