فهرست مطالب

فناوری در مهندسی هوافضا - سال هشتم شماره 1 (پیاپی 28، بهار 1403)

نشریه فناوری در مهندسی هوافضا
سال هشتم شماره 1 (پیاپی 28، بهار 1403)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/19
  • تعداد عناوین: 6
|
  • محمدحسین علیزاده، علیرضا طلوعی* صفحات 1-14
    هواپیمای مورد نظر از نوع هواپیمای بدون سرنشین با قابلیت انجام ماموریت چندگانه می باشد. در این مقاله پس از خطی سازی کانال فراز، تابع انتقال برای نقاط مهم استخراج می شود. سپس یک جبرانساز مقاوم کلاسیک و یک میراکننده سرعت زاویه ای طراحی می شود. با توجه به بازه عدم قطعیتها، با کمک الگوریتم بهینه سازی کلونی زنبور عسل، جبرانساز تنظیم می گردد. همچنین مقدار بهینه زاویه عقب گرد بال به صورت غیر مستقیم از مقدار بهینه مرکز فشار آیرودینامیکی بدست می آید. رویکرد بهینه سازی در این مقاله، مقاوم نمودن کانال فراز در مواجهه با عدم قطعیتها است. نتایج نشان می دهد، با نوآوری صورت گرفته در طراحی جبرانساز به روش کلاسیک و ترکیب آن با شبیه سازی مونت کارلو و الگوریتم بهینه ساز، رفتار کانال فراز در زمان حضور عدم قطعیتها بهبود قابل توجهی داشته است.
    کلیدواژگان: خلبان خودکار، جبرانساز زاویه فراز، میرا کننده سرعت زاویه ای فراز، عدم قطعیت، بهینه سازی کلونی زنبور عسل
  • رامین ذاکری* صفحات 15-25
    در این مقاله به سازه های تغییر شکل پذیر یک ایرفویل متقارن و بررسی نیرو های آیرو دینامیکی درون تونل باد در ابعاد مینیاتوری بصورت تجربی پرداخته شده است. مساله مورد بررسی در این مقاله بررسی اثر تغییر شکل سطحی در یک ریز ایرفویل می باشد. به منظور صحت سنجی تونل، یک صفحه تخت در محفظه آزمون تونل باد مینیاتوری مورد بررسی قرار گرفت و نتایج تجربی با نتایج موجود با خطای کمتر از 10 درصد گزارش شده است. نمونه ایرفویل های انتخابی یکی از نمونه ریز ایرفویل ها ساده (غیر مورفینگ) و نمونه دیگر به صورت هوشمند (مورفینگ) می باشد. جنس سازه انتخابی برای هر دو نمونه ریز ایرفویل، چوب بالسا بوده و برای پوسته از روکش حرارتی استفاده شده است. مرحله اول ریز ایرفویل ساده در محفظه آزمون مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت مرحله بعد شامل طراحی، ساخت و نهایتا ارزیابی ریز ایرفویل هوشمند در محفظه آزمون اساس کار بوده است. در طراحی ریز ایرفویل هوشمند، سازه به دو بخش قسمت ثابت (بخش ابتدایی سازه) و قسمت متحرک (بخش انتهایی سازه) تقسیم می شود.
    کلیدواژگان: مورفینگ، ریز ایرفویل هوشمند، تونل باد مینیاتوری
  • محسن اسفندی، محمدکاظم مویدی* صفحات 27-39
    دراین مطالعه شبیه سازی بالستیک داخلی و جریان های خروجی از موتور سوخت جامد، بررسی شده است. میدان جریان در نظر گرفته شده در این مسیله شامل گرین استوانه ای و دیواره جامد موتور و دامنه جریان در خروجی نازل، مورد ارزیابی و تحلیل قرار گرفته است. معادلات جریان به صورت متقارن محوری و با فرض تراکم پذیری برای پدیده سوزش سوخت در حالت سوزش غیر فرسایشی،بکار گرفته شده است. در مطالعه حاضر، گرین سوخت از نوع استوانه ای، که از کاربردترین نوع گرین های سوخت به لحاظ سادگی درتولید می باشد،در نظر گرفته شده است. به جهت نزدیکی بیشتر مدل شبیه ساز به فرآیند واقعی، از توابع تعریف شده توسط کاربر در نرم افرار فلوینت،برای توصیف برخی کمیت ها و پدیده های خاص مسیله مورد بررسی، استفاده شده است. در پایان نتایج حاصل از شبیه سازی در حالت های مختلف سوزش سوخت، مورد بررسی و نشان دهنده دقت مدل شبیه ساز با استفاده از وارد کردن پارامترهای تاثیرگذار بر سوزش سوخت می باشد.
    کلیدواژگان: موتور سوخت جامد، گرین سوخت، سوزش فرسایشی، نرخ سوزش، انتقال حرارت
  • محمد سجاد مهدیاری، مهران نصرت اللهی*، رضا زردشتی صفحات 41-66
    یک مقایسه و تحلیل آماری جامع روی مشخصات حسگرهای ستاره به کار رفته در دنیا، می تواند اطلاعات ارزشمندی را در اختیار پژوهشگران، سازندگان و مشتریان این حوزه قرار دهد. در این راستا، با یک جستجوی جامع، 12 شاخصه از حسگرهای ستاره (دقت، سرعت قابل ردیابی، زمان شناسایی اولیه، فرکانس، میدان دید، قدر ستاره، جرم، حجم، توان، ولتاژ، دما و عمر) در میان 72 حسگر ستاره مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. همچنین با برازش منحنی ها در نمودارهای مقایسه ای روابطی استخراج گردیده که امکان طراحی آماری را برای سازندگان میسر می نماید. با امتیازدهی هر شاخصه، امکان مقایسه هم زمان تمام مشخصات حسگرها بوسیله نمودار فراهم شده و به طراحان ماهواره این امکان را داده تا با وزن دهی به معیارها، بهترین حسگر ستاره موجود را برای هدف و ماموریت خود، شناسایی و انتخاب نمایند. همچنین بررسی حسگرهای بومی نشان می دهد با الهام گیری از سخت افزار و نرم افزار حسگرهایی چون PST3 ارتقاء و پیشرفت محصولات در زمان کمتری قابل حصول خواهد بود.
    کلیدواژگان: حسگر ستاره، مشخصات عملکردی، طراحی آماری
  • مرتضی فرهید*، سمیرا میر مظهری انور، محرم شاملی، حسین بهشتی بیرامی صفحات 67-77
    در این مقاله جزییات و نتایج اجرای استاندارد پروتکل ارتباطی گذرگاه CAN را برای ماموریت های فضایی ارایه می کنیم. فریم پروتکل ارتباطی CAN از بخش های شروع فریم، داوری و کنترل، داده، کد افزونگی چرخه ای و تایید تشکیل شده است. بخش داوری و کنترل، وظیفه کنترل جریان داده را بر عهده دارد. برای این دو بخش دو استاندارد وجود دارد که در ماهواره ها معمولا با توجه به نیاز به استفاده از پروتکل LDUT برای انتقال داده های بزرگ، از استاندارد توسعه یافته CAN استفاده می شود که پروتکل LDUT مطابق آن طراحی شده است. همچنین برای مدیریت افزونگی گذرگاه CAN، شرایط پیاده سازی پارامترهای هر گره بررسی گردیده و درنهایت، این پروتکل بر روی عملگر کنترل وضعیت چرخ عکس العملی با ملاحظات سخت افزاری میکروکنترلر و مبدل مربوطه در محیط نرم افزاری MPLAB پیاده سازی شده و توسط آنالایزر CAN شرکت میکروچیپ بصورت مجزا و شبیه ساز OBC بصورت گروه چهارتایی با کارکرد صحیح افزونگی گذرگاه در کنار دیگر گره های ماهواره موردتصدیق قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: پروتکل CAN، استاندارد ECSS، پروتکل LDUT، آنالایزر CAN bus
  • مهدی جعفری، سید امیررضا اردبیلی، امیر کاوه* صفحات 79-95

    اجزای محیط LEO متشکل از خلاء بالا، تابش فرابنفش، چرخه های حرارتی، اکسیژن اتمی، ذرات باردار، تابش الکترومغناطیسی، میکروش هاب سنگ ها و زباله های فضایی، به طور قابل توجهی ویژگی های مواد مواد کامپوزیتی زمینه پلیمری را تخریب می کنند. بنابراین، در طراحی سازه های فضایی با استفاده از مواد کامپوزیتی، خرابی احتمالی خواص مکانیکی ناشی از قرار گرفتن طولانی مدت در محیط فضایی LEO باید به دقت مورد توجه قرار گیرد. بر این اساس، درک قابل اعتماد از محیط LEO در اثرات بر روی مواد کامپوزیت و همچنین بررسی ویژگی های آن بسیار مهم است. سیستم شبیه ساز فضایی تحت خلا با هدف ایجاد محیطی استاندارد با قابلیت رسیدن به خلاهای بالا و همچنین قابلیت ایجاد دماهای پایین طراحی می گردد، همچنین برای بررسی صلاحیت اجزای فضایی و تحقیقات مواد مورد استفاده در ماهواره استفاده می شوند. این سیستم ها رفتار قطعات ماهواره را تجزیه و تحلیل می کنند، تعادل حرارتی و عملکرد آن را ارزیابی می کنند تا از موفقیت و بقای ماموریت اطمینان حاصل کنند.

    کلیدواژگان: ماهواره، مدار پایین زمین (LEO)، تاسیسات شبیه سازی، خلا بالا
|
  • Mohammad Hosein Alizadeh, Alireza Toloei * Pages 1-14
    The intended aircraft in this issue is an UAV type, capable of performing multiple missions. In this paper, after the linearization of the pitch channel, the transfer function for important points is extracted. After that, a robust classic compensator and an angular velocity damper are designed. According to the range of uncertainties, the compensator is adjusted by article bee colony algorithm. Also, the optimal value of the wing sweep back angle is obtained indirectly from the optimal value of the center of aerodynamic pressure. The optimization approach in this pepper is to make pitch channel robust to uncertainties. The results show that with the innovation in the design of the classic controller and its combination with Mont Carlo simulation and Optimization algorithm, the behavior of the pitch channel in the presence of uncertainties has been improved.
    Keywords: Autopilot, Pitch Compensator, Pitch Rate Damper, Uncertaintie, Article Bee Colony Optimization
  • Ramin Zakeri * Pages 15-25
    In this article, the deformable structures of a symmetrical airfoil and the discussion of aerodynamic forces are discussed inside the wind tunnel with miniature dimensions. The problem, which is checked in this article, is the investigation the effect of surface deformation in a small airfoil. In order to validate the tunnel, a flat plate is examined in the miniature wind tunnel test section and the experimental results are reported with the existing results with an error of less than 10%. The selected sample of airfoils is one of simple small airfoils and another example is smart . The selected structure material for both small airfoil samples is balsa wood and thermal coating is used for the shell. The test section is analyzed and investigated with simple small airfoil. The next step include the design, fabrication, and finally, the evaluation of the smart small airfoil in the test section.
    Keywords: Morphing Theory, smart small airfoil, miniature wind tunnel
  • Mohsen Esfandi, Mohammad Kazem Moayyedi * Pages 27-39
    In this study, the simulation of internal ballistics and the exhaust flow of a solid propellant engine have been investigated. The flow field considered in this problem including the cylindrical grain and the solid wall of the engine and the flow at the nozzle outlet have been studied. The governing equations are used in an axisymmetric and compressible form to model the fuel combustion in non-erosive combustion mode. In the present study, cylindrical type of grain fuel is considered, which is one of the most useful types of fuel grains in terms of simplicity in production. In order to obtain the results from the simulation model which are close to the real data, used UDF modules in the Fluent software to describe some specific quantities and phenomena of the problem. Finally, the results obtained from the simulation in different modes of fuel burning are examined and show the accuracy of the numerical model by entering the parameters affecting the fuel burning.
    Keywords: Solid fuel propellants, fuel Grain, Erosive Burning, burning rate, heat transfer
  • Mohammad Sajjad Mahdiyari, Mehran Nosratollahi *, Reza Zardashti Pages 41-66
    A comprehensive statistical analysis and comparison on the characteristics of star trackers used in the world can provide valuable information to researchers, manufacturers and customers in this field. In this regard, with a comprehensive search, 12 indicators of star sensors (accuracy, maximum trackable rotation rate, acquisition time, data transmission rate, field of view, star magnitude, mass, volume, power, voltage, temperature and lifetime) among 72 star trackers has been investigated and compared in this article. Also, by fitting the curves in the comparative graphs, relationships were extracted that provide statistical design for the manufacturers. By scoring each index,, it's possible to compare all the characteristics of the sensors to gives the satellite designers the opportunity to identify and choose the optimum choice for their purpose and mission by weighting the criteria. Present statistical study includes investigation of native sensors shows inspiring from the hardware and software of sensors such as PST3, makes possible to upgrade and improve products in less time.
    Keywords: Star tracker, Performance Specifications, Statistical design
  • Morteza Farhid *, Samira Mir Mazhari Anvar, Moharram Shameli, Hossain Beheshti Birami Pages 67-77
    This paper discusses how to implement the CAN bus protocol based on the ECSS standard in the space applications of satellites and various missions. The CAN protocol frame consists of the frameworks, arbitration and control, data, cyclic redundancy, and verification sections. The arbitration and control section are responsible for controlling the data flow. There are two standards for these two parts, which satellites usually use the developed CAN standard according to which the LDUT protocol is designed, due to the need to use the LDUT protocol for big data transmission. Also, to manage the redundancy of the CAN bus, the implementation conditions of the parameters of each node will be checked. Also, this protocol is implemented on the reaction wheel condition with microcontroller hardware and related converter considerations in MPLAB software environment and is approved by Microchip Analyzer CAN separately and OBC simulator as a quadruple group with the correct function of the approved bus redundancy.
    Keywords: Can bus protocol, ECSS standard, LDUT protocol, Can bus analyzer
  • Mehdi Jafari, Amirreza Ardebili, Amir Kaveh * Pages 79-95

    Components of the LEO environment consisting of high vacuum, ultraviolet radiation, thermal cycles, Atomic Oxygen, charged particles, electromagnetic radiation, micrometeorites, and space debris significantly degrade the material properties of polymer matrix composite materials. Therefore, in the design of space structures using composite materials, the possible deterioration of mechanical properties due to long-term exposure in LEO space environment should be carefully considered. Accordingly, a reliable understanding of the LEO environment in its effects on composite materials as well as investigating its properties is very important. The space simulator system under vacuum is designed with the aim of creating a standard environment with the ability to reach high vacuums and also the ability to create low temperatures, as well as to check the qualification of space components and research materials used in the satellite. These systems analyze the behavior of satellite components, evaluate their thermal balance and performance to ensure mission success and survivability.

    Keywords: satellite, low earth orbit (LEO), Simulation Facility, High Vacuum