فهرست مطالب

علوم و فناوری فضایی - سال دوازدهم شماره 2 (پیاپی 39، تابستان 1398)
  • سال دوازدهم شماره 2 (پیاپی 39، تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • علیرضا فتحی، مهدی آهنگر* صفحات 1-10

    پدیده تخلیه کرونا که در گذشته پدیده ای نامطلوب تلقی می گردید، طی یک دهه گذشته برای استفاده در مقاصد مختلف از جمله رانشگرهای فضایی مورد مطالعه قرار می گیرد. یک پیکربندی ساده شامل دو الکترود با سطح مقطع نابرابر، که یکی از آن ها به منبع تغذیه ولتاژ بالا و دیگری به زمین یا ولتاژ مخالف متصل می باشد، اساس تمامی کاربردهای این پدیده است که با تغییر تعداد الکترودها و فاصله بین آن ها می توان راندمان تخلیه کرونا را بهبود بخشید. در پژوهش حاضر با افزایش تعداد الکترودها با هدف مطالعه یک رانشگر الکتروهیدرودینامیک، مشخصات جریان به صورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. معادلات الکترواستاتیکی و معادلات نویر استوکس به صورت کوپل و با استفاده از روش المان محدود حل شده اند. نتایج نشان می دهند که با افزایش تعداد کاتد، نیروی پیشران، جریان الکتریکی و راندمان نیروی پیشران افزایش می یابند. در هندسه و شرایط آزمایشگاهی یکسان، بیشینه سرعت بدست آمده در هر ولتاژ اعمالی در حالت دوکاتده نسبت به حالت تک کاتده حدودا 30%  افزایش دارد.

    کلیدواژگان: رانشگر، تخلیه کرونا، الکتروهیدرودینامیک، مدلسازی عددی، پلاسمای سرد
  • حدیثه کریمایی* صفحات 11-21

    در این مقاله، تاثیر هندسه داخلی انژکتور یک رانشگر تک مولفه ای کم-پیشران بر مشخصه‎های لایه سیال خروجی از آن نظیر ضخامت لایه، زاویه مخروط پاشش، سرعت میانگین و همچنین دبی جرمی آن، مطالعه شده است. بدین منظور، شبیه‎سازی جریان داخلی انژکتور بر پایه دینامیک سیالات محاسباتی به منظور پیش بینی مشخصه های جریان با تکیه بر مطالعات پارامتریک برای بررسی تاثیر هندسه صورت گرفت. به منظور استخراج یک مدل پیش‎بینی کننده برای طراحی اولیه انژکتور، از مدل شبکه فازی-عصبی-تطبیقی ANFIS استفاده شد. به کمک این مدل از نتایج تحلیل‎های پارامتریک استفاده گردید تا بتوان بدون مدلسازی هندسی و تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی و یا استفاده از روش‏های طراحی اولیه، یک پیش‎بینی از مشخصات هندسی بدست آورد. بر این اساس اثر پارامترهای گوناگون شامل طول و قطر محفظه چرخش، نسبت طول به قطر نازل، نسبت طول به قطر مجرای ورودی، نسبت شعاع گردش به شعاع نازل و نسبت شعاع گردش به شعاع مجرای ورودی بر روی کمیت های هدف شامل دبی جرمی، ضخامت لایه، زاویه اسپری و سرعت میانگین لایه سیال مطالعه گردیدند و این پارامترها به عنوان خروجی‎های مدل ANFIS درنظر گرفته شدند. آموزش شبکه به نحو بسیار خوبی انجام گرفت و داده‎های مدل  ANFISو آموزش کاملا بر هم منطبق شدند. بنابراین با درج مشخصات دلخواه ماکروسکوپیک یک اسپری، به یک برآورد اولیه از مشخصات هندسه داخلی انژکتور قابل دستیابی شد. هدف از پیاده‏سازی مدل شبکه فازی-عصبی-تطبیقی بدست آوردن تخمینی از هندسه داخلی انژکتور با وارد کردن مشخصات ماکروسکوپیک دلخواه جریان خروجی از آن است. با این هدف، توابع مورد نظر از این تحلیل، ایجاد شدند که می‏توان از آنها به‎خوبی بهره گرفت.

    کلیدواژگان: لایه سیال، رانشگر تک مولفه‎ای، مخروط اسپری، هندسه داخلی انژکتور، شبکه فازی-عصبی-تطبیقی
  • محمد رزمجویی، فتح الله امی*، محمد شهبازی صفحات 23-41

    در این تحقیق، پس روی سطح انواع گرین های سه بعدی به همراه بالستیک داخلی شبه یک بعدی موتورهای سوخت جامد با استفاده از تئوری مرز های متحرک روش مجموعه سطح و بهره گیری از روش مقاطع شبیه سازی شده تا ضمن رسیدن به دقت بالا در شبیه سازی از زمان تحلیل پس روی گرین نیز به طور محسوسی کاسته شود. با استفاده از روش مقاطع، گرین های سه بعدی به تعداد زیادی از سطح مقطع های دوبعدی تبدیل شده و سپس با استفاده از تئوری منحنی های تراز در دو بعد پس روی گرین مورد بررسی قرارگرفته است. درنهایت با استفاده از روش درون یابی، سطح سوزش گرین های سه بعدی حاصل می شود. همچنین برای پیش بینی فشار درون موتور و نرخ سوزش مورد نظر یک کد بالستیک داخلی به صورت شبه یک بعدی نوشته و با کد تحلیل پس روی گرین کوپل شده است. پدیده سوزش فرسایشی نیز پدیده ای مهم در موتورهای سوخت جامد، به حساب می آید. در این تحقیق، با در نظر گرفتن سوزش فرسایشی بر اساس مدل سادرهلم، محفظه ی احتراق به المان هایی تقسیم بندی می شود و روابط بالستیک داخلی شبه یک بعدی برای محاسبه پارامترهایی از قبیل فشار محفظه احتراق، تراست، سطح سوزش، درجه حرارت محفظه، عدد ماخ و... در هر المان اعمال و حل می گردد. این روش از نظر نحوه پیاده سازی و میزان دقت با روش های تحلیلی و آزمایشگاهی مقایسه شده است که بیانگر دقت بالای روش استفاده شده در تحلیل عملکرد موتور های سوخت جامد با گرین سه بعدی است.

    کلیدواژگان: موتور راکت پیشرانه جامد، شبیه سازی عددی، پس روی گرین سه بعدی، روش مجموع سطح، شبه یک بعدی
  • محمد سالاری* صفحات 43-53

    در این مقاله مراحل طراحی و شبیه سازی نمونه مهندسی مکانیزم رهاسازی و گسترش آنتن یک ماهواره مخابراتی شرح داده شده است. به دلیل سادگی و همچنین دسترسی به قابلیت اطمینان بیشتر از سیستم فنر پیچشی برای تحریک آنتن استفاده شده است. در ابتدا گشتاور تحریک مکانیزم گسترش محاسبه شده و متناسب با آن فنر و میراکننده مناسب برای مکانیزم انتخاب شده است. همچنین جهت قفل کردن مکانیزم در موقعیت نهایی خود از پین فنردار و برای مکانیزم رهایش آنتن از مکانیزم برشگر حرارتی استفاده شده است که در آزمون های انجام شده عملکرد مناسبی نشان می دهد. شبیه سازی دینامیکی توسط نرم افزار Adams روی سیستم انجام و جهت اطمینان از استحکام سازه ای مکانیزم، تحلیلهای عددی اجزاء محدود توسط نرم افزار Nastran-Patran انجام گرفته است. با توجه به نتایج شبیه سازی به دست آمده، می توان گفت که این مکانیزم یک مکانیزم ساده، کاربردی و قابل اطمینان بوده و می تواند وظایف محوله را به خوبی انجام دهد.

    کلیدواژگان: آنتن ماهواره، مکانیزم گسترش، مکانیزم رهایش، شبیه سازی دینامیکی، تحلیل اجزاء محدود
  • وحید بهلوری*، حسین حقیقی، سمانه کویری، مرضیه تقی نژاد، احسان معانی، سهیل سیدزمانی صفحات 55-70
    طراحی و پیاده سازی بستر آزمون سخت افزار در حلقه کنترل وضعیت ماهواره ها به همراه نتایج تجربی و ملاحظات عملی در این مقاله ارائه شده است. یک مجموعه ی سخت افزاری شامل میز سه درجه آزادی، سیم پیچ هلمهولتز، شبیه ساز پرتوهای خورشیدی، شبیه ساز مدار، عملگرهای چرخ عکس العملی، گشتاوردهنده مغناطیسی، حسگرهای ژیروسکوپ، خورشید، جی پی اس، AHRS، مغناطیس سنج و بورد الکترونیکی پردازشی، طراحی و راه اندازی شده است. به علاوه، پایش برخط وضعیت و موقعیت ماهواره در نرم افزار های LabVIEW و Celestia، تبادل رادیویی داده ها، طراحی بسته باتری و بورد توزیع توان الکتریکی از فعالیت های مکمل، برای ارتقاء بستر بوده است. سناریوها و مودهای عملیاتی در قالب الگوریتم های نرم افزاری، در بستر آزمون ارزیابی می شود. نتایج تجربی این بستر در آزمون آرام سازی توانسته سرعت زاویه ای اولیه را به سرعت الزام کمتر از 3/0 درجه برثانیه در سه محور برساند. امکان اعمال گشتاور اغتشاشی متناسب با موقعیت ماهواره، امکان آزمون پیشرانش بدون مخزن و سیستم پرفشار، ارتباط برخط میز و نمایشگرها و ساختار بهینه هلمهولتز نوآوری هایی هستند که این بستر را از نمونه های مشابه متمایز می کند.
    کلیدواژگان: کنترل وضعیت ماهواره، بستر سخت افزار در حلقه، مود آرام سازی، میز سه درجه آزادی، سیم پیچ هلمهولتز، گشتاور اغتشاشی
  • حسین قدم پور واحد*، علی کاظمی، باقر مینایی، ذبیح الله قدم پور، واحد صفحات 71-78
    هدف از پژوهش حاضر بررسی تاثیر شش هفته تمرین تناوبی شدید تحت شرایط میکروگراویتی بر تغییرات ساختاری غلاف میلین عصب رادیال موش های صحرایی نر می باشد. به این منظور تعداد 24 سر موش صحرایی نر نژاد ویستار بطور تصادفی به چهار گروه تقسیم شدند: 1) استراحت طبیعی(6=n) 2) استراحت میکروگراویتی شبیه سازی شده(6=n) 3) تمرین تناوبی شدید طبیعی(6=n) 4) تمرین تناوبی شدید میکروگراویتی شبیه سازی شده(6=n). آزمودنی ها به مدت شش هفته و هر هفته پنج جلسه، پروتکل تمرینی را اجرا کردند. 24 ساعت پس از آخرین جلسه ی تمرینی آزمودنی ها مورد نمونه گیری و مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که درصد تغییر تراکم غلاف میلین در گروه تعلیق + تمرین به طور معنی داری(001/0≥p) بیشتر از سایر گروه ها بود (27/5±27/30). بنابراین به نظر می رسد که تمرین تناوبی شدید در شرایط میکروگراویتی شبیه سازی شده می تواند با افزیش تراکم غلاف میلین، نقش مهمی در بهبود وضعیت های بالینی بیماران عصبی و همچنین کاهش آثار جانبی نامطلوب محیط کم جاذبه (اختلالات عصبی- عضلانی) بر فضانوردان داشته باشد.
    کلیدواژگان: میکروگراویتی شبیه سازی شده، غلاف میلین، عصب رادیال، سیستم عصبی محیطی، تمرین تناوبی شدید
|
  • Alireza Fathi, Mahdy Ahangar * Pages 1-10
  • Hadiseh Karimaei * Pages 11-21
  • Mohammad Razmjooei, fatolah omi *, Mohammad Shahbazi Pages 23-41
  • Mohammad Salari * Pages 43-53
  • Vahid Bohlouri *, Hosein Haghighi, Samane Kaviri, Marzieh Taghinezhad, Ehsan Maani, Soheil Seyedzamani Pages 55-70
    In this paper, the design and implementation of hardware-in-the-loop (HIL) test-bed for spacecraft attitude control is presented with respect to the practical consideration. This test-bed includes an air bearing 3-DOF table, Helmholtz coil, sun simulator, orbit simulator, reaction wheels, and torqrods as actuators, gyro, GPS, AHRS, magnetometer, and processing board. In addition, online monitoring of attitude and orbit position in LabVIEW and Celestia software, data telemetry, battery package, and power distribution board are developed in this case. Using this test-bed, different operational modes are evaluated and verified for satellite attitude control. The experimental results of damping mode show that the angular velocity can be decreased to the desired value (0.3 deg/s). Moreover, a torque simulator forapplying the disturbances and test of propulsion scenarios, online telemetry with ground station, near-optimal design of Helmholtz coil are the advantages of this test-bed.
    Keywords: Satellite attitude control, Hardware-in-the-loop (HIL) test-bed, Damping mode, Air bearing 3-DOF table, Helmholtz coil, Disturbance torque
  • Hossein Ghadampour, Vahed *, Ali Kazemi, Bagher Minaei, Zabih Allah Ghadampour, Vahed Pages 71-78
    The purpose of this study is to investigate the effect of six weeks of HIIT under simulated microgravity conditions on morphological changes of radial nerve myelin sheath in male rats. In the present study, 24 male wistar rats were randomly selected and divided into four groups including: TS (training during suspension: n=6), CS (suspension: n=6), T (training: n=6), C (control: n=6). The training groups run on treadmill for six weeks (five days a week). 24 hours after the last training session, animals were prepared for tissue samples. At the end of the experiment, changes in myelin sheath were measured by Luxol fast blue. obtaining results showed that the percentage of changes in myelin sheath in HIIT group under simulated microgravity (p≤0.001) was higher than other groups, significantly (30/27+5/27). Based on the results, HIIT under simulated microgravity conditions affected on changes in myelin sheath. Therefore, it can play an effective role in the improvement of clinical status of neurological patients and decrease side effects in Astronauts.
    Keywords: Simulated Microgravity, radial nerve, myelin sheath, peripheral nervous system, high intensity interval training