علوم و فناوری فضایی

علوم و فناوری فضایی

ارائه مدل تخمین هزینه‌ سامانه‌های پیشرانش فضایی سرمازا/نیمه‌سرمازا

نوع مقاله : مقالة‌ پژوهشی‌

نویسندگان
1 پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران
2 استادیار - پژوهشکده سامانه های فضانوردی، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری ، تهران، ایران
چکیده
هدف از این مقاله، ارائه مدل تخمین هزینه‌ی سامانه‌های پیشرانش فضایی سرمازا/نیمه‌سرمازا می‌باشد. در این راستا، انتخاب سامانه پیشرانش بهینه (از منظر نوع سوخت و اکسیدکننده) با هدف افزایش کارآیی و کاهش هزینه صورت پذیرفته است. سپس، نمونه‌های زوج سوخت و اکسیدکننده سامانه پیشرانش بر مبنای مشخصات جرمی – انرژتیک (وزن موتور – ضربه ویژه) سامانه‌ی پیشرانش و همچنین نوع سیکل کاری موتور با نگاه به امکان‌پذیری ماموریت، تعیین می‌شود. برای این منظور، روندنمایی برای اجرا و استفاده از مدل تخمین هزینه‌ی پیشنهادی تدوین شده است. در این روندنما، از روابط ریاضی موجود مدل تخمین هزینه استخراج می‌شود و با استفاده از مدل‌های موجود مورد صحه‌گذاری قرار می‌گیرد. در نهایت خروجی این روندنما، نمودار هزینه- کارآیی (ضربه ویژه) برای هفت زوج سوخت و اکسیدکننده، انتخاب موتور براساس بیشینه ضربه ویژه، ایجاد فضای جستجوی طراحی برای بهینه‌سازی هزینه-زمان در پروژه‌های فضایی می‌باشد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

  1. P. Wright,. "Factors affecting the cost of airplanes." Journal of the aeronautical sciences, vol. 3, no. 4, pp.122-128, 1936
  2. Novick,. "Beginning of military cost analysis 1950–1961", National Estimating Society Journal, vol. 9, no. 4, pp.1-14, 1979
  3. Mandell, "Assessment of space shuttle program cost estimating methods," Theisis D.P.A, Institute: University of Colorado at Denver, 1984.
  4. Novick D. "Weapon System Cost Analysis" RAND CORP Santa Monica CA, January 24, 1956.
  5. "Space Planners Guide," U.S. Air Force, Air Force Systems Command, July 1965.
  6. T. Hoban, ed., Readings in program control(Vol. 6103). National Aeronautics and Space Administration, Scientific and Technical Information office. 1994. 
  7. H. Koelle, Handbook of astronautical engineering, 1961.
  8. E. Koelle,. "The transcost-model for launch vehicle cost estimation and its application to future systems analysis," Acta Astronautica, vol. 11, no. 12, pp.803-817, 1984.
  9. Stampfl, and L. Meyer, "Assessment of existing and future launch vehicle liquid engine development," Acta Astronautica,  vol. 17, no. 1, pp.11-22, 1988
  10. Johenning, and H.H. Koelle, Space transportation simulation model TRASIM 2.0., Technische University Berlin, Germany: ILR Mitt, pp.319.
  11. NASA, Version 4.0 Update Cost estimating Washington, DC, Available: https://www.nasa.gov/content/cost-estimating-and book, 2008.
  12. Dahlen, and G.S. Bolmsjö, "Life-cycle cost analysis of the labor factor," International Journal of Production Economics, vol. 46-47, pp.459-467,1996.
  13. H. Koelle, and B. Johenning, Space transportation simulation model (TRASIM 2.0), ILR, 1997.
  14. Collins, R. Stockmans, and M. Maita,. Demand for space tourism in America and Japan, and its implications for future space activities. Advances in the astronautical sciences, vol. 91, pp.601-610, 1996.
  15. H. Koelle, Influence of Financing Concepts on Lunar Space Travel Cost, ILR, 2002.
  16. Akin, and T. Herrmann, "A critical parameter optimization of launch vehicle costs," In Space 2005 (pp. 6680) 2005
  17. Bruno, and Accettura, A.G. eds.,  Advanced propulsion systems and technologies, today to 2020, American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), 2008.
  18. Trivailo, M. Sippel, and Y.A. Şekercioğlu, "Review of hardware cost estimation methods, models and tools applied to early phases of space mission planning," Progress in Aerospace Sciences, vol. 53, pp.1-17, 2012.
  19. P. Frank, C.M. Tyl, O.J. Pinon-Fischer, and D.N. Mavris, "New design framework for performance, weight, and life-cycle cost estimation of rocket engines," In 6th European Conference for Aerospace Sciences, 2015.
  20. Naseh, "Space Launch System Family Technology Development Model from Propulsion Aspect With Cost Approach," Vol. 9, No 4, pp. 1-12, 2017 (in Persian).
  21. Naseh, Space Systems (Space Launch System) Modernization Model from Propulsion Systems Approaches, Technical Reports, Aerospace Research Institute (ARI), ARI-94-30-ASG-MMM-1-1, 1394 (in Persian).
  22. N.P. Meibody, H. Naseh, F. Ommi, "Adaptive Surrogate Modeling Algorithm for Meta-model Based Design Optimization," International Journal of Industrial and Systems Engineering, Vol. 39, No. 3, 2019.
  23. N.P. Meibody, H. Naseh, F. Ommi, "Progressive Latin Hypercube Sampling-based Robust Design Optimization (PLHS-RDO)," Australian Journal of Mechanical Engineering, 2020.
  24. H. Naseh, Conceptual Design of Domestic Optimal Manned Space Launch System Modares Mechanical Engineering, vol. 18, no. 9, pp. 291-301, 2018 (in Persian).

  • تاریخ دریافت 20 فروردین 1399
  • تاریخ بازنگری 08 مرداد 1399
  • تاریخ پذیرش 23 دی 1399
  • تاریخ اولین انتشار 23 دی 1399