طراحی و تحلیل سیستمی سامانه لغو پرتاب فضاپیمای سرنشیندار در ماموریت زیرمداری

محمدی امین, میثم; کریمی, نیما; فارسی, محمد علی

doi:10.30699/jsst.2020.1153

طراحی و تحلیل سیستمی سامانه لغو پرتاب فضاپیمای سرنشیندار در ماموریت زیرمداری

نوع مقاله : مقالة‌ پژوهشی‌

نویسندگان

میثم محمدی امین ¹

نیما کریمی ²

محمد علی فارسی ¹

¹ پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

² پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم، تحقیقات و فناوری

10.30699/jsst.2020.1153

چکیده

در مقاله حاضر، فرآیند طراحی سامانه لغو پرتاب یک فضاپیمای سرنشیندار در ماموریت زیرمداری ارائه شده است. به همین منظور با مطالعه آماری سامانه لغو پرتاب سایر فضاپیماهای سرنشیندار، تعدادی پارامتر بدون بعد برای سامانه لغو پرتاب و فضاپیما تولید شده است. با استفاده از این پارامترها، با توجه به داشتن مشخصات جرمی و ابعادی فضاپیما، مشخصات جرمی، هندسی- ابعادی، تراست موتور فرار و شتاب سامانه لغو پرتاب تخمین زده شده است. برای استخراج پیکره بندی بیرونی از تحلیل آیرودینامیکی عددی استفاده شده و نتایج تحلیل در کنار سایر پارامترهای موثر در طراحی، یک چارچوب طراحی را ایجاد نموده است. برای انتخاب پیکره بندی بهینه از یک تحلیل سلسه مراتبی استفاده شده است و به منظور اطلاع از صحت طراحی، یک مدل تحلیلی بر پایه معادله مومنتوم برای طراحی موتور فرار به کار گرفته شده که مقایسه نتایج حاصل از این مدل و طراحی آماری صورت گرفته حاکی از صحت دادههای تولید شده میباشد.

کلیدواژه‌ها

سامانه لغو پرتاب

برج فرار اضطراری

فضاپیمای سرنشین دار

مأموریت زیرمداری

Farsi, M.A., Karimi, N. and Mohammadi Amin, M., "Conceptual Design of Launch Abort System of a Manned Spacecraft in Sub-orbital Mission", 14^th International Conference of the Iranian Aerospace Association, 2015 (in Persian).
Moseley, W.C. and Owen, F.E., Aerodynamic Characteristics Determined during Development of The Apollo Launch Escape Vehicle Configurations, NASA Technical Report 5208, June 1969.
L. Berrier, O.C. Pendergraft, Transonic Aerodynamic Characteristics of Powered Models of Several Apollo Launch-escape Vehicle Configurations, NASA Technical Report 4843, October 1968.
Lee, B.J., Qualification Evaluation of the Tower Jettison Motor for the Apollo Spacecraft Program Launch Escape System, NASA TN D-6295, 1971.
Townsend, N.A., Apollo Experience Report Launch Escape Propulsion Subsystem, NASA TN D-7083, National Aeronautics and Space Administration Washington, D. C. March 1973.
Imada, T., Ito, and Takata, S., "Preliminary Study for Manned Spacecraft with Escape System and H-IIB Rocket," Trans. JSASS Space Tech., Vol. 7, No. ists 26, 2009, pp. Tg_35-Tg_44.
Litton, D., Winski, R., Keefe, S.O. and Davidson, J., "Design of Launch Abort System Thrust Profile and Concept of Operations", AIAA Guidance, Navigation and Control Conference and Exhibit, Guidance, Navigation, and Control and Co-located Conferences, 2008.
Schaible, D.M. and Yuchnovicz, D.E., Testing Strategies and Methodologies for the Max Launch Abort System, 26^th Aerospace Testing Seminar, March 2011.
Chan, D.T. and Walker, E.L., “Modeling Powered Aerodynamics for the Orion Launch Abort Vehicle Aerodynamic Database” American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2011.
Childs, R.E., Garcia, J.A., Melton, J.E., Rogers, S.E., Shestopalov, A.J. and Vicker, D.J., Overflow Simulation Guidelines for Orion Launch Abort Vehicle Aerodynamic Analyses, 29^th AIAA Applied Aerodynamics Conference 27 - 30 June 2011, Honolulu, Hawaii, AIAA 2011-3163.
Wang, Y., Ozawa, H., Koyama, H. and Nakamura, Y., "Simulation of Supersonic Stage Separation of Capsule-Shaped Abort System by Aerodynamic Interaction," 20^th AIAA Computational Fluid Dynamics.
Glibert, M.G., The Max Launch Abort System – Concept, Flight Test, and Evolution, Space Safety is No Accident, 2015, pp 343-352.
Humble, R. and Henry, G., “Space Propulsion Analysis and Design”, ISBN-13:978-0070313200, 1995.
Naseh, H., Karimi, N., M.A. Farsi and Nasiri, E., "Conceptual Design of Space Rocket for Launch Abort System of a Manned Spacecraft," 14^th International Conference of the Iranian Aerospace Association, 2015 (in Persian)