پیشرانش
محمد حسین منصوری موغاری؛ حسن ناصح؛ سحر نوری
چکیده
حل دقیق سامانه‌های پیچیده‌ای مانند رانشگرهای فضایی، بسیار پرهزینه و زمان‌بر است. با ساخت مدل جانشین، می‌توان از مدت زمان حل کاسته و هزینه را کاهش داد. هر چقدر مدل جانشین به مدل واقعی نزدیک‌تر باشد، حل دقیق‌تر و درصد خطا کاهش می‌یابد. مدل‌های جانشین با دقت بالا را فرامدل می‌نامند. مبنای تولید یک فرامدل با دقت بالا، انجام آنالیز ...
بیشتر
حل دقیق سامانه‌های پیچیده‌ای مانند رانشگرهای فضایی، بسیار پرهزینه و زمان‌بر است. با ساخت مدل جانشین، می‌توان از مدت زمان حل کاسته و هزینه را کاهش داد. هر چقدر مدل جانشین به مدل واقعی نزدیک‌تر باشد، حل دقیق‌تر و درصد خطا کاهش می‌یابد. مدل‌های جانشین با دقت بالا را فرامدل می‌نامند. مبنای تولید یک فرامدل با دقت بالا، انجام آنالیز حساسیت با دقت بالا و با یک روش مناسب است. آنالیز حساسیت می‌تواند میزان اثرگذاری متغیرهای ورودی بر متغیرهای خروجی را نمایش داده و با حذف متغیرهای ورودی کم اثر یک مدل جانشین تولید نماید. از این‌رو، انجام آنالیز حساسیت در حل سامانه‌های پیچیده ارزش بالایی دارد. هدف از این مقاله، آنالیز حساسیت طراحی چندموضوعی یک سامانه رانشگر تک‌پیشرانه مایع به روش نمونه‌برداری ابرمکعب لاتین است. در این مقاله موضوعات مرتبط با سامانه رانشگر تک‌پیشرانه مایع به شش قسمت تقسیم‌بندی شده است: مخزن گاز پرفشار، مخزن سوخت مایع، انژکتور، محفظه تجزیه، بسترکاتالیستی و نازل. با تعیین متغیرهای ورودی و خروجی هر یک از موضوعات، نتایج آنالیز حساسیت به دو صورت میزان حساسیت متغیرهای ورودی بر خروجی و همبستگی دو به دو پارامترها با یکدیگر به نمایش گذاشته شده است. در نتایج، همان‌طور که مشاهده می‌شود، متغیر ورودی ضربهویژه، در مخزن گاز پرفشار و مخزن سوخت مایع، تاثیری بر روی متغیرهای خروجی نمی‌گذارد. در انژکتور، تعداد شیارها، زوایای شیار و فشار مخزن سوخت تاثیر به‌سزایی بر متغیرهای خروجی ندارند. در نمودار آنالیز حساسیت محفظه تجزیه، شعاع گرانول کاتالیست و برای بستر کاتالیستی، علاوه بر شعاع گرانول، درصد تجزیه آمونیاک نیز بی‌اثر است. در نهایت، آنالیز حساسیت برای نازل نشان می‌دهد که نسبت گرمای ویژه، اثری بر روی متغیرهای خروجی ندارد
پیشرانش
معصومه کیانتاژ؛ مرتضی فرهید؛ محمدمهدی شفیع؛ محمدرضا مراد
چکیده
در این مقاله، با استفاده از شبیه‌سازی دو بعدی ذره در سلول (PIC)، مشخصات ذرات پلاسمای کاتد توخالی رانشگر اثر هال SPT-100، مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از اجزای اصلی و مهم رانشگر اثر هال، کاتد توخالی است که دو وظیفه مهم برعهده دارد: بخشی از الکترون‌هایی که از سمت کاتد می‌آیند باعث یونیزاسیون ماده پیشران در آند می‌شوند و بخشی دیگر نقش مهم ...
بیشتر
در این مقاله، با استفاده از شبیه‌سازی دو بعدی ذره در سلول (PIC)، مشخصات ذرات پلاسمای کاتد توخالی رانشگر اثر هال SPT-100، مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از اجزای اصلی و مهم رانشگر اثر هال، کاتد توخالی است که دو وظیفه مهم برعهده دارد: بخشی از الکترون‌هایی که از سمت کاتد می‌آیند باعث یونیزاسیون ماده پیشران در آند می‌شوند و بخشی دیگر نقش مهم خنثی کردن باریکه یونی خارج شده از رانشگر را برعهده دارند. از این‌رو، مطالعه کاتد توخالی از اهمیت ویژهای برخوردار است. سوخت مورد استفاده در این سیستم، کریپتون است. تغییرات پتانسیل، چگالی الکترونها، یونها و دمای ذرات در سراسر ناحیه شبیه‌سازی بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد، متناظر با الکترونها، چگالی یون نیز از مقدار بیشینه در ناحیه یونش کاتد به شکل نمایی در طول محفظه کاهش پیدا می‌کند. همچنین، بررسی شعاع نرمالیزه، بر حسب چگالی الکترونها نیز بیانگر آن است که ناحیه موثر کاتد یا شعاعی که دمای الکترونها به میزان بیشینه خود می‌رسد، در حدود 5/1 میلیمتری خط مرکز کاتد توخالی قرار دارد
پیشرانش
نعمت اله فولادی؛ علیرضا محمدی
چکیده
هدف از این تحقیق، ارزیابی بستر آزمون یک موتور انتقال مداری در حالت اولیه فشار پایین (خلاء نسبی) فضای داخلی موتور است. در تستهای زمینی معمول موتور در محیط شبیهساز ارتفاع بالا، فضای داخلی موتور در حالت اولیه فشار اتمسفر محلی قرار دارد. در حالی‌که، در زمان ماموریت مداری ممکن است شرایط اولیه خلاء در فضای داخلی موتور برقرار باشد. بنابراین، ...
بیشتر
هدف از این تحقیق، ارزیابی بستر آزمون یک موتور انتقال مداری در حالت اولیه فشار پایین (خلاء نسبی) فضای داخلی موتور است. در تستهای زمینی معمول موتور در محیط شبیهساز ارتفاع بالا، فضای داخلی موتور در حالت اولیه فشار اتمسفر محلی قرار دارد. در حالی‌که، در زمان ماموریت مداری ممکن است شرایط اولیه خلاء در فضای داخلی موتور برقرار باشد. بنابراین، برای اطمینان از عملکرد مناسب بالستیک داخلی، لازم است که عملکرد موتور با پیش خلاء‌سازی فضای داخلی آن تست شود. برای این منظور، ابتدا با بررسی تئوری، مناسب بودن هندسه یک دیفیوزر خروجی گاز مافوق صوت برای این نوع تست مطرح شده، سپس، از شبیه‌سازی عددی جریان برای بررسی طرح استفاده شده است. شبیه‌سازی عددی غیردائم با اعمال پروفیلهای فشار- زمان موتور به عنوان شرط مرزی ورودی انجام شده است. بررسیها نشان می‌دهد که دو پدیده مافوق صوت شدن جریان در دیفیوزر در فشارهای موتور خیلی پایین و تخلیه جریان برگشتی به محفظه خلاء، مانع از تاثیرگذاری قابل توجه شرایط محیطی در جریان داخل نازل می‌شود، به طوری‌که از لحظه اولیه شروع به کار موتور تا راه‌اندازی پایدار دیفیوزر، جریان در نیمه اولیه نازل در حالت مافوق صوت قرار دارد. بنابراین، بالستیک داخلی موتور مستقل از شرایط محیط بیرون ارزیابی می‌شود
پیشرانش
نورالدین قدیری معصوم؛ علیرضا رجبی؛ محمدعلی امیری فر؛ زهرا امیرسرداری؛ اکرم دورانی؛ مجید کامرانی فر
چکیده
در این مقاله به بررسی تاثیر بارگذاری‌های مختلف نانوذرات ایریدیوم بر متغیرهای عملکردی کاتالیست تجزیه و تراستر تک‌پیشرانه هیدرازینی پرداخته شده است. نانوذرات کاتالیستی با درصدهای وزنی متفاوت 10، 20 و 30 ایریدیم بر روی پایه گرانول آلومینا با قطر 2-1 میلی‌متر با مراحل متفاوتی از فرایند تلقیح سنتز شده و در تجزیه هیدرازین در یک تراستر ...
بیشتر
در این مقاله به بررسی تاثیر بارگذاری‌های مختلف نانوذرات ایریدیوم بر متغیرهای عملکردی کاتالیست تجزیه و تراستر تک‌پیشرانه هیدرازینی پرداخته شده است. نانوذرات کاتالیستی با درصدهای وزنی متفاوت 10، 20 و 30 ایریدیم بر روی پایه گرانول آلومینا با قطر 2-1 میلی‌متر با مراحل متفاوتی از فرایند تلقیح سنتز شده و در تجزیه هیدرازین در یک تراستر ۱ نیوتنی مورد بررسی قرار گرفتند. آزمونها با استفاده از سناریویی از تعداد مختلفی از روشن شدنهای پالسی و پایا با زمانهای متفاوت انجام شد. نتایج آزمونها نشان داد که کمترین میزان اتلاف جرمی کاتالیست برای درصد وزنی ۳۰ درصد رخ می‌دهد. با وجود این موضوع، سایر پارامترهای مطالعه شده مانند زبری فشار، ضربه ویژه، تراست، و خردشدگی کاتالیستها اختلاف معناداری با یکدیگر نداشتند. نتایج نشان دادند که میزان سرعت مشخصه تراستر مقادیر مناسبی دارد. همچنین، نتایج به دست آمده برای سایر متغیرها در هر سه مقدار بارگذاری نیز در محدوده مورد انتظار و مطلوب بودهاند
پیشرانش
علی رستگار؛ حجت قاسمی
چکیده
هدف از مقاله حاضر ارائه یافته‌های تجربی مربوط به شرایط لازم برای ادغام دو دامن سیال خروجی از انژکتور داخلی و خارجی در یک انژکتور هم‌محور دوگانه فشاری- چرخشی است. در این پژوهش یک انژکتور دوگانه فشاری- چرخشی اختلاط در خارج طراحی و ساخته شده است. مشخصه‌های عملکردی شامل ضریب تخلیه و طول شکست بر حسب اختلاف فشارهای تزریق مختلف برای انژکتورهای ...
بیشتر
هدف از مقاله حاضر ارائه یافته‌های تجربی مربوط به شرایط لازم برای ادغام دو دامن سیال خروجی از انژکتور داخلی و خارجی در یک انژکتور هم‌محور دوگانه فشاری- چرخشی است. در این پژوهش یک انژکتور دوگانه فشاری- چرخشی اختلاط در خارج طراحی و ساخته شده است. مشخصه‌های عملکردی شامل ضریب تخلیه و طول شکست بر حسب اختلاف فشارهای تزریق مختلف برای انژکتورهای داخلی و خارجی بیان شده است. با استفاده از روش عکس‌برداری سریع و روش نوردهی پس‌زمینه به بررسی تعامل بین دو دامن سیال خروجی از انژکتور پرداخته شده و نقشه عملکرد ادغام دو دامن سیال خروجی از انژکتور استخراج شده است. از نقشه عملکرد نتیجه گرفته می‌شود، هنگامی که اختلاف فشار تزریق انژکتور خارجی از 3/0 تا 95/0 بار زیاد می‌شود، اختلاف فشار انژکتور داخلی برای وقوع ادغام نیز افزایش می‌یابد. علت این افزایش در این محدوده از اختلاف فشار تزریق انژکتور خارجی این است که تأثیر فشار تزریق انژکتور داخلی برای ادغام، بیشتر از تأثیر فشار تزریق انژکتور خارجی است و دامن انژکتور خارجی به سمت دامن انژکتور داخلی کشیده می‌شود. برای اختلاف فشارهای تزریق بیش از 95/0 بار در انژکتور خارجی، به دلیل این‌که تأثیر فشار تزریق انژکتور خارجی برای ادغام بیشتر از تأثیر فشار تزریق انژکتور داخلی است، اختلاف فشار تزریق انژکتور داخلی برای وقوع ادغام کاهش می‌یابد و دامن انژکتور داخلی به سمت دامن انژکتور خارجی کشیده می‌شود
پیشرانش
حدیثه کریمایی
چکیده
رانشگرهای تک‌مولفه‌ای سیستم کنترل وضعیت، یک نیاز برای توسعه و کاربردی‌سازی ماهواره‌ها و کپسولهای فضایی هستند که از فناوری بالا و گران‌قیمتی نیز برخوردارند. در این مقاله، طراحی و محاسبات یک انژکتور فشاری- پیچشی با اسپری مخروطی توپر به عنوان انژکتور سوخت یک رانشگر تک‌مولفه‌ای کم‌پیشران، ارائه شده است. برای این انژکتور، شبیه‌سازی ...
بیشتر
رانشگرهای تک‌مولفه‌ای سیستم کنترل وضعیت، یک نیاز برای توسعه و کاربردی‌سازی ماهواره‌ها و کپسولهای فضایی هستند که از فناوری بالا و گران‌قیمتی نیز برخوردارند. در این مقاله، طراحی و محاسبات یک انژکتور فشاری- پیچشی با اسپری مخروطی توپر به عنوان انژکتور سوخت یک رانشگر تک‌مولفه‌ای کم‌پیشران، ارائه شده است. برای این انژکتور، شبیه‌سازی جریان داخلی به منظور پیش‌بینی مشخصه‌های جریان خروجی آن شامل زاویه مخروط پاشش، توزیع سرعت خروجی، دبی جرمی، الگوی پاشش و غیره انجام گرفته است. بدین منظور، از روش حجم سیال VOF استفاده شده و آشفتگی جریان نیز با استفاده از مدل k- شبیه‌سازی شده است. این نوع انژکتور، در واقع ترکیبی از انژکتور جریان مستقیم و انژکتور گریز از مرکز است. جریان مستقیم در مرکز انژکتور و جریان پیچشی در کنار دیواره انژکتور جریان دارد. اگر نسبت دهانههای خروجی به درستی انتخاب شود، توزیع شعاعی و محیطی جت مایع یکنواخت می‌شود. این انژکتور برای سامانه‌های کم‌پیشران نسبت به نوع کاپیلاری (جریان مستقیم) و جریان پیچشی ارجحیت دارد. زیرا هم چتر پاشش مخروطی توپر و بزرگتری نسبت به نوع جریان مستقیم دارد که پوششدهی کاتالیست را بهتر می‌کند، در عین حال چتر پاششی که ایجاد می‌کند به بزرگی انژکتور جریان پیچشی نیست که ابعاد شعاعی محفظه را بزرگ کند. با بررسی نتایج، این اطمینان حاصل شد که انژکتور طراحی شده، دبی جرمی مورد نظر (حدود 8/5 گرم بر ثانیه) را در اختلاف فشار معین طراحی (3 بار نسبی) تامین می‌کند و الگوی پاشش مناسبی رقم میزند. همچنین زاویه پاشش مورد نظر (حدود 35 درجه) نیز توسط آن تامین می‌شود
پیشرانش
محمدعلی امیری فر؛ علیرضا رجبی؛ نورالدین قدیری معصوم؛ زهرا امیرسرداری؛ مجید کامرانی فر
چکیده
در این پژوهش عملکرد یک تراستر تک‌پیشرانه هیدرازینی در شرایط اتمسفریک به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، پس از طراحی و ساخت تراستر با توجه به الزامات عملکردی تراستر، آزمونی طراحی شد و پس از آن، تراستر مورد نظر در شرایط اتمسفریک مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج آزمون نشان می‌دهد که تراستر آزمایش شده می‌تواند 2000 پالس ...
بیشتر
در این پژوهش عملکرد یک تراستر تک‌پیشرانه هیدرازینی در شرایط اتمسفریک به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، پس از طراحی و ساخت تراستر با توجه به الزامات عملکردی تراستر، آزمونی طراحی شد و پس از آن، تراستر مورد نظر در شرایط اتمسفریک مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج آزمون نشان می‌دهد که تراستر آزمایش شده می‌تواند 2000 پالس با عرض 5/0 ثانیه و دوره تناوب یک ثانیه را به صورت تکرارپذیری تولید کند. همچنین نتایج نشان داد که عمر این تراستر بیش از 2000 پالس است و تراستر توانسته است ضربههایی بسیار کوچک به اندازه 3 میلینیوتنثانیه را به صورت تکرارپذیری تولید کند. مقایسه نتایج نمونه تراستر فعلی با نتایج تجربی تراسترهای دیگر نیز نشان داد که چگونه با انتخاب ابعاد مناسب برای انژکتور، محفظه کاتالیست و نازل می‌توان مشخصات زمان افزایش فشار، کمترین ضربه، مرکز پالس و زمان افت فشار در تراستر را به خوبی کنترل کرد. کاهش قطر انژکتور (با ثابت نگاهداشتن دبی پایا با افزایش فشار تزریق)، سبب کاهش ضربه تولیدی (در عرض پالس ثابت) و افزایش زمان رشد فشار می‌شود. کوچک کردن ابعاد محفظه کاتالیست نیز سبب کاهش زمان افزایش و افت فشار و در نتیجه کوچک شدن مرکز پالس می‌شود
پیشرانش
نعمت اله فولادی؛ سینا افخمی؛ محمود پسندیده فرد
چکیده
در تحقیق حاضر، تاثیر پیش خلاء‌سازی در فرآیند راه‌اندازی دیفیوزر گلوگاه ثانویه در تست تجربی یک نازل نوع سهموی تراست بهینه بررسی شده است. در این بررسی از یک بستر آزمایشگاهی موسوم به تجهیزات تست ارتفاع بالا در مقیاس کوچک با سیال عامل هوای فشرده استفاده شده است. با توجه به اهمیت پارامتر بی بعد نسبت سطح مقطع ورودی دیفیوزر به سطح مقطع گلوگاه ...
بیشتر
در تحقیق حاضر، تاثیر پیش خلاء‌سازی در فرآیند راه‌اندازی دیفیوزر گلوگاه ثانویه در تست تجربی یک نازل نوع سهموی تراست بهینه بررسی شده است. در این بررسی از یک بستر آزمایشگاهی موسوم به تجهیزات تست ارتفاع بالا در مقیاس کوچک با سیال عامل هوای فشرده استفاده شده است. با توجه به اهمیت پارامتر بی بعد نسبت سطح مقطع ورودی دیفیوزر به سطح مقطع گلوگاه ثانویه آن، تاثیر تغییرات این پارامتر در فرآیند راه اندازی نازل و دیفیوزر مورد بررسی قرار گرفته است. در هریک از هندسه‌های ثابت دیفیوزر، به منظور بررسی عملکرد لحظه‌ای، فشارگذاری در محفظه نازل به صورت آنی در دو حالت همراه و بدون پیش‌خلاءسازی سیستم انجام گرفته و فشار محفظه خلاء و توزیع فشار استاتیکی در طول دیفیوزر اندازه‌گیری شده است. نتایج نشان می‌دهد که اعمال پیش‌خلاءسازی در محفظه تست باعث کاهش 50 تا 60 درصدی زمان راه‌اندازی دیفیوزر می‌گردد. علاوه بر آن، پیش‌خلاءسازی محفظه تست باعث حذف پدیده مخرب گذار از الگوی جدایش جریان در زمان راه‌اندازی نازل و دیفیوزر می‌شود. همچنین مشاهده شده است که با تنگ‌تر شدن مجرای گلوگاه ثانویه دیفیوزر، کمینه فشار راه‌اندازی دیفیوزر افزایش یافته و در نهایت در نسبت سطح مشخصی جریان در گلوگاه ثانویه به حالت خفگی می‌رسد
پیشرانش
سید علیرضا جلالی چیمه؛ علی مددی؛ سیدمصطفی صفوی همامی؛ جواد امامی
چکیده
در سامانه‌های بزرگ و پیچیده‌ای مانند ماهواره، طراحی یک زیرسیستم می‌تواند همه مشخصات ماهواره را تحت تأثیر قرار دهد و باید به‌طور همه‌جانبه اثرات طراحی بر سیستم بررسی شود. برای طراحی چنین زیرسیستمی لازم است اثرات هر انتخاب بر سایر بخش‌ها مورد بررسی قرار گیرد و طراحی به‌صورت چند متغیره انجام شود. با توجه به افزایش تعداد ماهواره‌ها ...
بیشتر
در سامانه‌های بزرگ و پیچیده‌ای مانند ماهواره، طراحی یک زیرسیستم می‌تواند همه مشخصات ماهواره را تحت تأثیر قرار دهد و باید به‌طور همه‌جانبه اثرات طراحی بر سیستم بررسی شود. برای طراحی چنین زیرسیستمی لازم است اثرات هر انتخاب بر سایر بخش‌ها مورد بررسی قرار گیرد و طراحی به‌صورت چند متغیره انجام شود. با توجه به افزایش تعداد ماهواره‌ها و زبالههای فضایی، زیرسیستم پیشران بهعنوان راهکاری برای کاهش خطر برخورد در فضا مطرح است. همچنین یکی از راههای دستیابی به مدار با ارتفاع بالاتر، انجام مانور مداری با استفاده از رانشگر ماهواره، از مدار پارک است. به دلیل عدم نیاز به فناوریهای پیچیده، رزیستوجت می‌تواند راهکار ارزان قیمت برای افزایش قابلیت مانور ماهوارههایی باشد که در کشور طراحی می‌شوند. در این پژوهش با دیدگاه سیستمی، زیرسیستم رانشگر از نوع رزیستوجت برای یک ماهواره مکعبی طراحی شده است. مأموریت در نظر گرفته شده برای رانشگر این ماهواره، مانور کاهش ارتفاع مداری است. در پایان نیز الگوی طراحی برای رانشگرهای الکتریکی پیشنهاد شده است
پیشرانش
سحر نوری؛ روژین شکری خانقاه؛ محمد ندافی پور میبدی
چکیده
رانشگر گرمایش ماکروویو پیشرانه‌ای است که انرژی ماکروویو را به انرژی گرمایی تبدیل می‌کند. فناوری رانشگرهای الکتریکی از نظر تولید ضربه ویژه بالا و مصرف پایین بسیار حائز اهمیت هستند. این رانشگرها قادر هستند پیشران قابل قبولی را در مدت زمان زیادی به طور متوالی تولید کنند از این‌رو، برای ماموریت‌های انتقال مداری مارپیچ مناسب و قابل ...
بیشتر
رانشگر گرمایش ماکروویو پیشرانه‌ای است که انرژی ماکروویو را به انرژی گرمایی تبدیل می‌کند. فناوری رانشگرهای الکتریکی از نظر تولید ضربه ویژه بالا و مصرف پایین بسیار حائز اهمیت هستند. این رانشگرها قادر هستند پیشران قابل قبولی را در مدت زمان زیادی به طور متوالی تولید کنند از این‌رو، برای ماموریت‌های انتقال مداری مارپیچ مناسب و قابل استفاده هستند. در این نوع از رانشگرها، گاز پیشران گرم و منبسط شده و باعث تولید نیروی پیشران و جلوبرندگی می‌شود. در مقاله حاضر، روند طراحی مفهومی یک رانشگر گرمایش ماکروویو ارائه شده است. سامانه پیشران شامل پیشران، تانک ذخیره پیشران، محفظه تشدید و منبع تولید انرژی است که این منبع شامل باتری و آرایههای خورشیدی است. در این مقاله، روش محاسبه جرم و مشخصات هر کدام به تفصیل ارائه شده است. در نهایت، به منظور صحتسنجی روند طراحی مفهومی ارائه شده در این پژوهش، بررسیهای لازم صورت گرفته است. طراحی مفهومی برای یک ماهواره 100 کیلوگرمی انجام شده که مطلوب است در طی یک هفته از ارتفاع مداری 300 به 800 کیلومتری طی یک انتقال مارپیج سفر کند. سامانه پیشران و جرم هر کدام از زیرسامانهها بهدست آمده است
