علوم، فناوری و کاربردهای فضایی

علوم، فناوری و کاربردهای فضایی

طراحی پیکربندی و جانمایی زیرسیستم‌های یک ماهواره سنجشی نمونه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک و انرژی- دانشگاه شهید بهشتی
2 پژوهشگاه هوافضا
چکیده
 طراحی چیدمان اجزای ماهواره یک روش کلیدی برای بهبود عملکرد کل ماهواره است؛ به طوریکه طراحی جانمایی مناسب ویژگی رایجی در اکثر ماهواره­های موفق بوده است. در این پژوهش، به طراحی پیکربندی و جانمایی یک ماهواره سنجشی نمونه پرداخته خواهد شد. این جانمایی براساس الزاماتی انجام می‌شود که توسط سایر زیرسیستم­ها به زیرسیستم سازه داده شده است. وجه تمایز جانمایی این ماهواره با ماهواره­های دیگر در این است که در این ماهواره اجزاء و المان­ها به جای چیدمان طبقه­ای، بر روی سازه اصلی ماهواره که شامل صفحات هانی­کامبی (هسته لانه زنبوری و پوسته‌ای با جنس آلومینیوم) است، قرار می­گیرند. بدین منظور، در مرحله اول سازه ماهواره به همراه تمامی المان‌های زیرسیستم‌های مختلف در نرم‌افزار سالیدورکس[1] مدل‌سازی خواهند شد. در ادامه با توجه به الزامات دریافتی از سایر زیرسیستم‌ها، جانمایی المان‌ها انجام خواهد شد. سپس، نتایج مرکز جرم و ممان­های اینرسی در دو حالت باز و بسته بودن پنل‌های خورشیدی، استخراج می­شود. نتایج بدست آمده نشان داد ممان­های اینرسی ضربدری نسبت به ممان­های حول محورهای مختصات ناچیز (نزدیک به صفر) هستند؛ بنابراین می­توان بیان کرد که محورهای مختصات در نظر گرفته شده، منطبق بر محور‌های اصلی ماهواره هستند که این گواهی بر یک جانمایی مناسب است
 
1  Solidworks Software
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1] M. Daouk, et al., “XTOS: 16.89 Final Design Report,” MIT Aeronautics and Astronautics, USA, May 2002.
[2] Z. Sun, H. Teng, Z. Liu, “Several Key Problems in Automatic Layout Design of Spacecraft Modul,” Progress In Natural Science, vol. 13, no. 11, pp. 801-808, 2006.
[3] T. Taura, I. Nagasaka, “Adaptive-Growth-Type 3D Representation for Configuration Design,” Artificial Intelligence for Engineering Design, Analysis and Manufacturing, vol. 13, no. 3, pp. 171-184, 1999.
[4] J.J. Kim, D.C. Gossard., “Reasoning on the Location of Assembly Packaging,” Journal of Mechanical Design, vol. 113, no. 4, pp. 402-407, 1991.
[5] Z.G. Sun., H.F. Teng., “Optimal Layout Design of a Satellite Module,” Engineering Optimization, vol. 35, no. 5, pp. 513 -529, 2003.
[6] J.Z. Huo., H.F. Teng, “Optimal Layout Design of a Satellite Module Using a Co-Evolutionary Method with Heuristic Rules,” Journal of Aerospace Engineering, vol. 22, no. 2, pp. 101-111., 2009.
[7] B. Zhang, H.F. Teng, Y.J. Shi, “Layout Optimization of Satellite Module Using Soft Computing Techniques,” Applied Soft Computing, vol. 8, no. 1, pp. 507-521, 2008.
[8] M.J. Ferebee Jr., C.L. Allen, “Optimization of Payload Placement on Arbitrary Spacecraft,” Journal of Spacecraft and Rockets, vol. 28, no. 5, pp. 612-614. 1991.
[9] J.D. Boissonnat, E. de Lange, M.Teillaud, “Slicing Minkowski Sums for Satellite Antenna Layout,” Computer-Aided Design, vol. 30, no. 4, pp. 255-265., 1998.
[10] Y.S. Wang, H.F. Teng, Y.J. Shi, “Cooperative co-evolutionary scatter search for satellite module layout design,” Engineering Computations, vol. 26, no. 7, pp. 761-785, 2009.
[11] T. Jun, E.  Feng “The global optimal solution to the three-dimensional layout optimization model with behavioral constraints,” Journal of Applied Mathematics and Computing, vol. 15, no. 1-2, pp. 313–321, 2004.
[12] M. Hekmatfar, M.R.M. Aliha, M.S. Pishvaee and T. Sadowski “A Robust Flexible Optimization Model for 3D-Layout of Interior Equipment in a Multi-Floor Satellite”, Mathematics, vol 11, no 24, 2023.
[13] J. Cagan, K. Shimada, S. Yin, “A Survey of Computational Approaches to Three-Dimensional Layout Problems,” Computer-Aided Design, vol. 34, no. 8, pp. 597-611, 2000.
[14] M. Fakoor, M. Taghinezhad, A. Kosari, “Review of method for optimal layout of satellite components” Modares Mechanical Engineering, vol. 13, no. 9, pp.126-137, 2013.
[15] محمدامین جعفری، سیدمحمدنوید قریشی، ”طراحی مفهومی و تحلیل المان محدود سازه ماهواره مخابراتی،“ سومین کنفرانس بین المللی مهندسی مکانیک و هوافضا، تهران، 1397.
[16] دانیال قهرمانی مقدم، جواد پزشکی قرهچه، ”تحلیل عددی تنش، مودال و حرارتی ساختار زیرسیستم سازه ماهواره مکعبی مدل 1U،“ مدل‌سازی در مهندسی، دوره 19، شماره66 ، صفحه 79-94، 1400.
[17] محمد باقر بهرامی، ”طراحی و بهینه‌سازی سازه میکروماهواره با قیود ارتعاشی، “ علوم، فناوری و کاربردهای فضایی، دوره1، شماره 1، صفحه 65-80، 1400.
[18] یاسر صفار، سجاد غضنفری نیا، مسعود خوش‌سیما، شیوا امامی، ”طراحی و تحلیل سامانه ناوبری بومی با هدف پوشش منطقه‌ای، “ علوم، فناوری و کاربردهای فضایی, دوره 2, شماره2, صفحه  135-148.، 1401,
[19] T. Nguyen (Ed.), “Satellite Systems-Design, Modeling, Simulation and Analysis,” IntechOpen, 2021.
[20] H.J. Kramer, “Observation of the Earth and Its Environment, Survey of Missions and Sensors,” 4th edition, Springer, 2002.
[21] S. Kim, S. Park, D.K. Sung, S.D. Choi, “Mission Overview of Engineering Test Satellite, KITSA T-3,” Small Satellite Conference, 1995.

  • تاریخ دریافت 26 مهر 1402
  • تاریخ بازنگری 16 دی 1402
  • تاریخ پذیرش 30 بهمن 1402