نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی امیرکبیر
2 دانشگاه صنعتی امیرکبیر. دانشکده مهندسی هوافضا
3 دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران
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 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
کلیدواژه‌ها
موضوعات
- Kuninaka, , Sh. Satori, I. Funaki, Y. Shimizu, K. Toki. Endurance Test of Microwave Discharge Ion Thruster System for Asteroid Sample Return Midon Muses-C. IEPC-97-137, 1997.
- I. FunakiH.. Kuninaka, K. Toki, Y. Shimizu, K. Nishiyama, . Y. "Verification Tests of Carbon-Carbon Composite Grids for Microwave Discharge Ion Thruster." Journal of Propulsion and Power 18, no. 1, 2002, pp. 169-75.
- Koizumi, and H. Kuninaka. "Miniature Microwave Discharge Ion Thruster Driven by 1 Watt Microwave Power." Journal of Propulsion and Power 26, no. 3, 2010, 601-04.
- K. LG. Parkin,. The Microwave Thermal Thruster and Its Application to the Launch Problem. California Institute of Technology, 2006.
- . Parkin, Microwave Heat-Exchange Thruster and Method of Operating the Same. Google Patents, 2006.
- P. Perczynski, B. "Mass Estimating Relationships for Manned Lunar Lander and Ascent Vehicle Concept Exploration." Trans Lunar Injection (TLI) 3, no. 2.6, 2008.
- Adusumilli Performance evaluation und optimization of high power 14.5-GHz miniature Microwave Electro-thermal Thruster, Master's Thesis, Pennsylvania State University, May 2011.
- Christopher, Jr. DeForce. Computational Modeling of an 8-GHz Microwave Electro-thermal Thruster, Master's Thesis, Pennsylvania State University, May 2011.
- ع. حاجی‌پور، عارف و ر. ندافی، ،طراحی مفهومی رانشگر یونی براساس معیار تصمیم گیری AHP،دومین کنفرانس سراسری دانش و فناوری مهندسی مکانیک و برق ایران،تهران،1395.
- ف. میری، م. فکور، ع. ابراهیمی "طراحی رانشگر الکتریکی برای تأمین نیروهای انتقال مداری سامانه‌های فضایی"، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشگاه تهران، بهمن 1392.
- ا. صدیق، ر. ابراهیمی، ر" شبیه‌سازی عددی یک بعدی عملکرد رانشگر پالس پلاسمایی با پیشران جامد"، مجله علمی پژوهشی مکانیک سازه‌ها و شاره‌ها، دوره 7 شماره 1، بهار 1396.
- ع. رضایی‌ها، و م. فرشچی، "آنالیز پارامترهای موثر در طراحی رانشگر پالس پلاسمایی" ،دهمین همایش انجمن هوافضای ایران، تهران، 1398.
- Brandenburg M. Micci. "The microwave electro-thermal (MET) thruster: A new technology for satellite propulsion and attitude control", AIP Conference Proceedings, Vol. 361, pp. 185-192.
- Hill, C. Peterson, Mechanics and Thermodynamics of Propulsion, 2nd edition, Addison-Wesley Publishing Company, Inc., New York, 1992.
- Power, R. Chapman. "Development of a High power Microwave Thruster, with a magnetic nozzle, for Space applications", 24 Microwave Power Symposium, August 21-23, 1989.
- Zandbergen, Tank (Assembly) Mass Estimation, Published by Department of Space Engineering at Delft University of Technology.Datasheets for Astrium Power Processing Units for Electric Propulsion, EADS Company, 2012.
- P. and J. P. Fenn. "Experimental Determination of the Discharge Coeflicient for Critical Flow through an Axisymmetric Nozzle", ALMA, Vol. 16, Jan. 1978, p. 41-46.
- Griffin, J. French. Space Vehicle Design, 2nd edition, AIAA Publication, 2004.
- Humble,; Henry, W. Larson Space Propulsion Analysis and Design, 18 edition, McGraw Hill, 1995.
- Datasheets for Astrium Power Processing Units for Electric Propulsion, EADS Company, 2012.
- Brown, Satellite Power System (SPS) Magnetron Tube assessment Study, Published by Raytheon Company for Marshall Space Flight Center - NASA, 1981.
- Venkateswaren, C. Merkle. "Numerical Investigation of Bluff Body Stabilized Microwave Plasmas", AIAA 22nd Fluid Dynamics, Plasma Dynamics & Lasers Conference, June 24-26, 1991.
- Capalungan, Design and Development of a 30-GHz Microwave Electro thermal Thruster, Master's Thesis, Pennsylvania State University, August 2011
)