فهرست مطالب

نشریه فناوری در مهندسی هوافضا
سال سوم شماره 1 (پیاپی 8، بهار 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/03/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • کامیار نیکزادفر*، مهدی گریوانی، امیرحسین ذبیحی، علی رضایی صفحات 1-11

    تلاش بشر برای دست یابی به فضا و سفرهای فضایی روز به روز با توجه به اهمیت سامانه های کنترلی موتورهای هوایی و لزوم توسعه این تخصص در کشور، فراهم سازی زیرساخت های مناسب جهت اجرای پژوهش های کاربردی در این حوزه اهمیت زیادی دارد. برای تاسیس یک آزمایشگاه کنترل سامانه ترموترونیکی موتور جت در دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل تلاش شده است تا یک سیکل موتور توربوجت همراه تجهیزات اندازه گیری و کنترل توسعه داده شود. به منظور حفظ سادگی و امکان پیاده سازی و تغییر در پارامترهای عملکردی موتور از توربوشارژر در نقش قلب سیکل برایتون استفاده شده است. موتور توسعه داده شده شامل زیرسامانه های هوارسانی، سوخت رسانی، محفظه احتراق، خنک کاری، روانکاری و اداوات اندازه گیری است. پس از طراحی اولیه، زیرسامانه های موتور تولید و همبندی شده است. در نهایت، با استفاده از معادلات حاکم بر زیرسامانه های موتور، عملکرد کلی موتور و نقاط کاری موتور تحلیل می شود.

    کلیدواژگان: موتور مینی جت، ترموترونیک، توربوشارژر، کنترل موتور توربینی
  • محمدکاظم مویدی*، احمد محمدمیرزایی صفحات 13-19

    در این پژوهش، درباره میدان جریان پیرامون محموله بازگشتی از فضا مطالعه شده است که یک مدل هندسی دارای پخ و متقارن نسبت به محور عمودی است. شبیه سازی جریان پیرامون اجسام پرنده در رژیم پروازی فرا صوتی، از مباحث مطرح در پروژه های هوافضایی است. بازگشت موفقیت آمیز محموله های بازگشتی به زمین به شدت به زاویه حمله آنها هنگام ورود به اتمسفر وابسته است. به دلیل اهمیت موضوع محاسبات آیرودینامیکی وسایل پرنده و به دلیل اینکه معمولا وسایل پرنده تاکتیکی از جمله موشک در زاویه حمله پرواز می کنند، موضوع یادشده اهمیت خاصی در صنایع هوافضایی دارد و در بسیاری از موارد نتایج تحقیقات انتشار نیافته است و این موضوع سبب بروز تا حد زیادی تحقیق در این حوزه را با مشکلاتی مواجه می کند. در این تحقیق، جریان حول اجسام متقارن در زوایای حمله مختلف بررسی خواهد شد. به این منظور میدان جریان در عدد ماخ 7 و در زوایای حمله مختلف شبیه سازی و نتایج آن با داده های مرجع مقایسه می شود که نتایج دقت نسبتا مناسبی را به ویژه برای ضرایب نیروی محوری و شکل خطوط همتراز برای مولفه افقی سرعت نشان می دهد.

    کلیدواژگان: محموله بازگشتی، زاویه حمله، جریان ماورای صوت، دینامیک سیالات محاسباتی
  • حلیمه حسن پور*، رقیه پور حبیبیان صفحات 21-29
    سیستم نوردهی یکی از مهمترین اجزای گلخانه یا محفظه های رشد گیاه در سیستم پشتیبان حیات پیشرفته است. تاکنون چندین طراحی برای این سیستم های نوردهی پیشنهاد شده که شامل استفاده از نور خورشید طبیعی و نورهای مکمل الکتریکی است. اگرچه نور الکتریکی انرژی پرمصرفی است، ولی به دلیل محدودیت هایی که رشد گیاه در نور خورشید در سطح ماه یا مریخ دارد، استفاده از آن ضروری است. مشخصات انواع مختلف نورهای الکتریکی و کاربرد آنها در فضا دارای اهمیت زیادی است. لامپ های نوری مختلفی برای سیستم پشتیبان حیات پیشرفته برمبنای نورهای الکتریکی پیشنهاد شده است که هریک مزایا و معایبی دارند. نتایج بررسی ها نشان داده است استفاده از نور ال ای دی نیز به دلیل مصرف کم انرژی، عدم تولید گرما و افزایش محصول گزینه مناسبی برای طراحی سیستم پشتیبان می باشد. در این مقاله تاثیر نورهای مختلف برای استفاده در سیستم پشتبان حیات مورد بررسی قرار می گیرد.
    کلیدواژگان: سیستم پشتیبان حیات، فضا، نور، لامپ های ال ای دی
  • محمد جلوخانی نیارکی، حسین ترابیان*، بهزاد جباری پور صفحات 31-40
    مهمترین کاربرد مواد درجه بندی شده تابعی (FGM)، در صنعت هوافضا است، این مواد در دماهای بالا مقاومت بسیار خوبی در برابر تنش های وارده مخصوصا تنش های پسماند دارند در این پژوهش، یک حل عددی برای قطاع حلقوی ساخته شده از ماده FGM، با تکیه گاه های ساده در لبه های شعاعی، تحت بار عرضی در راستای ضخامت، ارایه شده است. بدین منظور بر مبنای تیوری تغییر شکل برشی مرتبه اول و اصل حداقل انرژی پتانسیل، کل معادلات تعادل بدست آورده شده اند، این معادلات مستقل نیستند از این رو برای سهولت در حل، مجدد فرمول بندی شده و برای قطاع حلقوی با تکیه گاه های ساده در لبه های شعاعی و برای شرایط مرزی مختلف در لبه های محیطی قطاع به صورت عددی، حل شده اند. در واقع هدف اصلی این پژوهش بررسی تکینگی تنش در شعاع نزدیک صفر است که محاسبات ما نشانگر آن است که این تنش در شعاع نزدیک صفر بینهایت می شود لذا شکستی اتفاق نخواهد افتاد.
    کلیدواژگان: تحلیل تنش، ماده درجه بندی شده تابعی، تئوری تغییر شکل برشی مرتبه اول، تحلیل ترمومکانیکی
  • میلاد عظیمی* صفحات 41-55
    با توجه به اهمیت طراحی و توسعه ماهواره های کوچک در برنامه های آتی فضایی و نیز نوین بودن این حوزه در کشور، به عنوان اولین گام، شناخت از سیستم های مشابه و عملکرد آن ها ضروری است. عمده ترین هدف این مقاله ارزیابی وضعیت تاسواره ها و توانمندی های آنها براساس ماموریت های پیشرفته علمی و اکتشافات فضایی می باشد. شاخص هایی که برای تحلیل ها برگزیده شده، شامل مقتضیات فناوری، ساخت و بهره برداری توسط کشورها و سازمان های سازنده، ماموریت، وزن، چید مانی، مشخصات مداری و پرتابگر، طول عمر و زیرسیستم های آنها از جمله محموله، سازه، کنترل وضعیت، کنترل حرارت، پیشرانش، ارتباطات و کامپیوتر می باشد. از میان بیش از هزار ماموریت پرتاب شده و پیشنهادی از منابع مختلف از جمله مجلات، کنفرانس ها، وب سایت هاو سایر پایگاه های داده های ماهواره ای قابل دسترس،تعدادی از ماموریت های با کارایی نسبتا بالا برای این کلاس از ماهواره ها انتخاب و به شش دسته کلی فیزیک نجومی، علوم زمینی و کاربردهای فضایی، کاوش اعماق فضا، آزمایشگاه های فضایی، توسعه تکنولوژی و بررسی پارامترهای فیزیک فضا تقسیم شده-اند.
    کلیدواژگان: تاسواره، اکتشافات فضایی، پیکو ماهواره، نانوماهواره
  • محمدعلی دهنوی*، رضا امامی صفحات 57-67

    نرخ سوزش در تعیین رفتار بالستیکی و عملکردی پیشرانه های راکت جامد نقش بسیار مهمی ایفا می کند. در این مقاله تاثیر عوامل مختلفی از جمله فشار محفظه ی احتراق، دمای اولیه گرین پیشرانه، نسبت سوخت به اکسیدکننده، ترکیب درصد اجزای پیشرانه، اندازه ذرات اکسیدکننده، اندازه ی راکت موتور و اندازه ی گرین بر نرخ سوزش بررسی شده است. برای این بررسی، از فناوری ها، روش ها و تجهیزات آزمایشگاهی مختلفی استفاده می شود که از مهمترین آن ها می توان به روش های (کراوفورد، Closed Vessel، اندازه گیری فراصوت، مایکروویو، پرتونگاری اشعه ی ایکس، اندازه گیری ظرفیت الکتریکی پلاسما، تکنیک های نوری، سیستم های انتشار صوتی) اشاره نمود. کلیه روش های مذکور، روش هایی است که در کشورهای پیشرو برای اندازه گیری نرخ سوزش پیشرانه ها استفاده شده است. با مقایسه مزایا و معایب هر کدام از این فناوری ها، تجهیزات و روش ها در تعیین نرخ سوزش پیشرانه های جامد، می توان تجهیزات و روش مطلوب را با در نظرگرفتن جوانب کلی اعم از (مسایل عملیاتی، اقتصادی، کاربردی بودن، ایمنی و...) انتخاب نمود.

    کلیدواژگان: نرخ سوزش، پیشرانه جامد، بمب کرافورد، موتور مقیاس کوچک، گرین پیشرانه
|
  • Kamyar Nikzadfar *, Mahdi Garivani, AmirHossein Zabihi, Ali Rezaie Pages 1-11

    Giventhe importance of air engine control systems and the necessity of developing this specialty in the country, the establishment of appropriate infrastructures for implementing applied research in this section field is very important. In order to establish a jet engine thermotronic control laboratory at Babol noshirvani University of Technology, an effort has been made to develop a turbojet engine cycle with measuring and control equipment.The turbocharger is used as the heart of the Brighton cycle in order to maintain the simplicity and functionality of the engine and change the performance parameters of the engine.The developed engine includes: refueling, fueling, combustion chamber, cooling, lubrication and measurement. After the initial design, Substandard has been manufactured and assembled. Finally, using the governing equations for the motor subtypes, the overall engine performance is analyzed and the engine's operation points are analyzed

    Keywords: Mini jet engine, Thermotronic, Turbocharger, Jet engine control
  • MohammadKazem Moayedi *, Ahmad Mohmmad Mirzaie Pages 13-19

    In this research, the flow field around the space re-entry capsule, which has blunt and symmetric geometry has been investigated. The simulation of the flow around aerial vehicles in the hypersonic flight regime is the one of the topics discussed in aerospace projects.The Successful return of the re-entry capsule to the earth of depends strongly on its angle when entering the atmospher. Due to the importance of aerodynamic calculations of aerial vehicles, and because tactical aerial vehicles, such as rockets, usually fly at an angle of attack, this issue is of particular importance in aerospace industries. In many cases, the results of theresearch have not been published and this is the main reason for the difficulties of research in this subject. This research the flow analysis of symmetric body at different angles of attack. For this purpose, the flow field was simulated in Mach number 7 at different angles of attack and its results were compared with the reference data, which gives an appropriate accuracy especially for the axial force coefficients and the form of the contour lines for the axial component of the velocity.

    Keywords: Reentry capsule, Angle of attack, Hypersonic Flow, Computational Fluid Dynamics
  • Halimeh Hassanpour *, Roghayeh Pourhabibian Pages 21-29
    The lighting system is one of the most important components of greenhouse or plant growth chambers in Advanced Life-support System (ALSS). Several designs of such lighting systems have been proposed including the use of natural sunlight and electric supplemental lighting. Due to the limitations of plant growth under natural sunlight on the surface of the moon or Mars, it is essential to use electric lighting although it is high-energy consuming. The characteristics of different electric light types are important in space applications. Different lighting systems are recomended for Earth-based advanced life-support (ALS) system based on electric lighting that have advantages and disadvantages. The results state that LEDs are appropriate for life support system design due to low- energy consumption, lack of heat production, and induction of crop production. In this paper, effect of different light is investigated for usage in the life support system.
    Keywords: Life support system, Space, Lighting, LEDs
  • Mohmmad Jelokhani Niaraki, Hossein Torabian *, Behzad Abbaripour Pages 31-40
    The most important application of functionally graded materials (FGM) is in the aerospace industry, these materials at high temperatures are very resistant to stresses especially residual stresses. In this study, a numerical solution for a circular branch made of FGM material with simple supports on radial edges, under transverse load along the thickness line, is presented. For this purpose, based on the first-order shear deformation theory and the principle of minimum energy, the potential of the entire equations of equilibrium is obtained. These equations are not independent. It is formulated for ease in solving, re-formulation, and for a circular sector with simple supports in radial edges and are solved numerically for the various boundary conditions in the periphery edges of the sector. In fact, this study aims to singularity of stress in a near-zero radius with calculations that indicate this stress is infinite in the near-zero radius, so failure will not occur.
    Keywords: Tension analysis, Functionally Graded Material, First-order shear deformation theory, Thermo-mechanical analysis
  • Milad Azimi * Pages 41-55
    Regarding the importance of the design and development of small satellites as a newfoundspace project in the near future in this country, as a first step, it is essential to study similar models and their performances. This paper aims to investigate the status of Cubesats with different subsystems and their capabilities based on advanced high performance space exploration and scientific missions. Technical appropriateness, organizations, manufacturing custodians, types of missions, weight, configuration, orbit, launchers, life-time, subsystems such as payloads, structure, thermal control, propulsion, command and data handling unit, telemetry, tracking, and control, serve as indicators for this analysis. Among over a thousand launched and proposed missions reviewed from various sources including journal publications, conference proceedings, mission webpages, and other available satellite databases, a number of relatively high performance missions were selected and categorized into six groups including astrophysics, earth science and spaceborne applications, deep space exploration, space in situ laboratory, technology demonstration, and space weather.
    Keywords: CubeSat, Picosatellite, Space explorations, Nanosatellite, Microsatellite
  • MohammadAli Dehnavi *, Reza Emami Pages 57-67

    The burning rate plays animportant role in determining the performanceandballistic behavior of solid rocket propellant. In this paper, the effect of various factorson burning rate, such as combustion chamber pressure, poropellant grain initial temperature, fuel/oxidizer ratio, composition of the components propellant, oxidizer particle size, motor rocket size, and grain size have been investigated.For this purpose, technologies, methods, and various laboratory equipment are used, the most important of which are the methods such as Crawford, Closed Vessel, Ultrasound Measurement, Microwave, X-Ray X-ray, Plasma Electrical Capacity Measurement, Optical Techniques, Audio Publishing Systems. All of these methods are used in leading countries to measurethe propellants burning rate.Consequently, the appropriate method andequipmentconsidering general aspects (operational, economic, functional, safety, etc.) can be selected, comparing the advantages and disadvantages of each above-mentioned technologies, equipment and methods forthedetermination ofthe burning rate of solid propellants.

    Keywords: burning rate, Solid propellant, Crawford bomb, Subscale motor, Propellant grain