تبلیغات
xzqr - سامانه های حمل و نقل فضایی
xzqr
down at esraieel
گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من گروه طراحی قالب من
درباره وبلاگ



مدیر وبلاگ : xzq xzqr
نویسندگان
نظرسنجی
چگونه با وبلاگ ما آشنا شدید





سامانه های حمل و نقل فضایی

فناوری و سامانه بازگشت

نظر به تجارب مربوط به فضاپیماهاى آزمایشى در سراسر دنیا، مثل فضاپیماهاى سرى ایكس ناسا، اجماع كلى در انجمن فضایی اروپا بر این است كه برنامه پرواز گام به گام بهترین روش شناخته شده است.

این برنامه خطرات را محدود كرده و با ایجاد هزینه هاى پله اى تضمین مى كند كه به تدریج از نتایج مأموریت هاى به نسبت كم هزینه تر،پیشرفت در سطوح بالاتر عاید شود.

از سال 2002 میلادی، آژانس فضایی اروپا روى یك برنامه بلندمدت بهینه براى آزمایش های پروازى متمركز شده است. در سال 2005 ، پس از همكارى بیشتر با صنعت، فضاپیماى واسط آزمایشى به عنوان هسته این برنامه به تأیید رسید. در این فضاپیما، فناوری هاى كلیدى، از جمله حفاظت حرارتى و سطوح كنترل ایرودینامیكى فعال، در سطح سامانها ی ادغام می شود. این مسئله پیشرفت مهمى در تاریخ آزمایش های پروازى اروپا است، هرچند شكل بدنه فضاپیماى واسط آزمایشى لزوماً نمایانگرفضاپیماهاى عملیاتى آینده نخواهد بود.

در واقع، فضاپیماى واسط آزمایشى یك جسم برآزا با قابلیت بازگشت به جو است كه شكل آن نتیجه مجموعه اى از ملزومات طراحى، از جمله نیاز به حجم داخلى بیشینه براى حمل لوازم آزمایشی است. هدف، حداكثر بهره ورى از فضاپیما است، در حالى كه محدودیت جرم (به علت ظرفیت پرتابگر) و موقعیت مركز جرم باید رعایت شود.

اهداف اصلى فضاپیماى واسط آزمایشى را مى توان به سه بخش دسته بندى كرد: نمایش سامانه بازگشت به جو، آزمایش فناوری و اعتبارسنجى آن.

تمركز اولین دسته، كسب تجربه در پرتاب و بازگشت فضاپیمایی است كه به صورت ایرودینامیكى كنترل می شود. این تجربه در مقایسه با تلاش هاى موشك های بالستیك و شبهب الستیك گذشته پیشرفت مهمى خواهد بود. اروپا باید وارد میدان شود:

حلقه طراحى این سامانه پیچیده ، تشخیص همه مراحل توسعه سامانه، اداره كردن ساخت و هم گذارى فناوری های بحرانى بازگشت به جو، ادغام این فناورى هاى كلیدى در سطح سامانها ی (در طول طراحى، مونتاژ، آزمایش و عملیات)، یكپارچه سازى كلى سامانه و بازبینى آن براى فضاپیمایى كه با ابزار جدید و پیشرفته كاملاً بارگذارى شده باشد و در نهایت، هدایت پرواز با تضمین حداكثر امنیت براى سرزمین هاى در محدوده پرواز با تمام جزئیات است.

در دسته آزمایش های فناوری بازگشت، تمركز بر بازبینى عملكرد حفاظت حرارتى سامانه و سازه هاى داغ در شرایط واقعى پرواز است.

سامانه حفاظت حرارتى و سازه هاى داغ شامل این مواردند: مونتاژ فلزى و سرامیكى، عایق بندى، تعلقات، اتصالات و آب بندى ها و همچنین فناوری كنترل، هدایت و ناوبرى پیشرفته. این بازبینى عملكرد در پرواز، بر اساس تلاش هاى پیشین و بازبینى هاى زمینى صورت مى گیرد و هدف آن تكمیل فناوری به منظور كاربردهاى عملیاتى فضایی خواهد بود.

اعتبارسنجى فناوری بازگشت به جو، بر جمع آورى داده هاى عملكردى بازگشت، به منظور وارسى پدیده هاى ایروترمودینامیكى و تأیید اعتبار ابزارهاى طراحى سامانه و نیز بر ارزیابى رفتار هوا پیرامون یك جسم بالارونده هنگام بازگشت با سرعت ابرصوت (ماخ بالاى 5) متمركز است. پیچیدهت رین پدیده ناشى از رفتار جریان هوا حول فضاپیما تجزیه مولكول هاى هوا به دلیل جذب انرژى زیادى هنگام بازگشت است. در این حالت، قوانین گاز كامل دیگر معتبر نیستند. چنین

وضعیت پیچیدها ی بر این موارد اثر مى گذارد: تقابل بین موج ضربه اى و جریان های لایه مرزى، تقابل بین امواج ضربه اى، انتقال جریانات لایه مرزى از آرام به آشفته، جدایش انتقالى لایه مرزى، گرمایش مواد حفاظت حرارتى با جریان های لایه مرزى آشفته، برافروختن به علت حفره هاى خارجى، رفتار كاتالیزوری مواد، اكسیداسیون مواد، كاهش راندمان سطوح كنترلى به علت جدایش جریان لایه مرزى و راندمان سامانه كنترل واكنش. از طریق یك نقشه وسیع اندازه گیرى پرواز كه موارد زیر را تجمیع مى كند، مى توان به اهداف آزمایش دست یافت:

- سنجش لایه اى براى سامانه هدایت، ناوبرى و كنترل فضاپیماى واسط آزمایشى و كنترلگرهاى زمینى برای پایش پیشرفت مأموریت

- شناسایی مدل فضاپیما براى بازسازى محیط و رفتار دینامیكى فضاپیماى واسط آزمایشى پس از پرواز

- آزمایش های اجبارى فضاپیماى واسط آزمایشى در مورد فناورى هاى تواناساز برای بازگشت

- آزمایش های تكمیلى حمل مسافر كه به طور مستقیم براى موفقیت مأموریت ضرورى نیستند، اما نتایج فناوری را بهبود مى بخشند.

طرح مصوب كنونى فضاپیماى واسط آزمایشى، نتیجه تحلیل هاى وسیعى است كه از آن جمله میت وان به مأموریت و مسیر، بهینه سازى طراحى شكل هوایی، دینامیك سیالات عددى براى ایرودینامیك و ایروترمودینامیك، ارزیابى كیفیت پروازى براى پایدارى عرضى و طولى، قابلیت تنظیم و قابلیت كنترل فضاپیما اشاره كرد. تحلیل ها و آزمایش های مهم حرارتى، مكانیكى و تونل باد نیز براى مراحل آینده پروژه در نظر گرفته شده اند كه به انتخاب طرح هاى نهایی سامانه و

زیرسامانه ها كمك مى كنند.

آزمایش های تكمیلى سرنشین دار به منظور بیشتر كردن نتایج مأموریت، آژانس فضایی اروپا كارگاه هاى علمى و صنعتى را در سال 2005 برای این منظور سازمان دهى كرد. واكنش مؤثر، حاكى از علاقه وسیع در استفاده از پرواز براى تحقیقات

تكمیلى علوم، اكتشافات و پرتابگرهای آینده بود. آژانس فضایی اروپا بیش از 50 پیشنهاد براى آزمایش های سرنشین دار از صنعت، مراكز تحقیقاتى و دانشگاه ها دریافت كرده است. در این پیشنهاد ها به ابزارها و فناورى هاى نوآورانه اى براى وارسى پدیده هاى ایروترمودینامیكى، مفاهیم و مواد نو براى حفاظت حرارتى و سازه هاى داغ و روش های دیگر هدایت، ناوبرى، كنترل و بررسی سلامت سازه ها اشاره شده است.

تجهیزات پیشنهادی شامل این موارد هستند: ترموكوپل ها،حسگرهاى فشار و شار حرارتى، حسگرهای تركیبى فشار، دما و شار حرارتى، سامانه داده هاى جریان ناگهانى هوا، آنتن ها، بازتاب سنج ها، حسگرهای اصطكاک پوسته اى و جریان لغزشى، حسگرهای گرماسنجى پیشرفته براى سنجش دما و شار حرارتى، سامانه فشار/طیف سنج كوچك شده، سامانه گرمانگارى مادون قرمز، سامانه فلورسانس مركب نورسنج رایلى و میله الكترونى، و سامانه های دمانگارى با دقت زیاد.

مفاهیم و مواد جدید پیشنهادى نیز عبارتند از: سامانه های فعال خنك شونده، نانوسازه هاى سرامیكى، مواد مركب با زمینه فلزى، سرامیك هاى فوق حرارتى، محافظ اكسیداسیون، عایق بندى با عملكرد بالا، سامانه های لایه اى محافظتى، بین فلزها 4، سرامیك ها، فناوری فیبر سرامیكى پلیمر كربونیتریدبورسیلیكان و محافظ حرارتى هوشمند.

سامانه ردیابى گالیلو و یا جیپ یا س بلادرنگ براى تعیین ارتفاع و ناوبرى دقیق در طول بازگشت، نرم افزار جدید مستقل و بسیار تطبیقى هدایت و كنترل مسیر بلادرنگ هم به عنوان روش هاى پیشنهادی براى هدایت، ناوبرى و كنترل ارائه شدها ند.

آژانس فضایی اروپا در كار ارزیابى دقیق سازگارى بین یكایك آزمایش های سرنشین دار و سامانه فضاپیماى واسط آزمایشى براى تشخیص پیچیدگى هاى برنامه اى و فنی شامل امكان پذیرى، قابلیت اعتماد، خطرات و هزینه ها است.

زمان بندى پروژه برنامه پروژه فضاپیماى واسط آزمایشى در دوره هاى مختلف هم زمان انجام مى شود و در آن شوراى آژانس فضایی اروپا در سطح وزارتى، مقام برجستها ی براى اشتراک و كمك در سرمایه گذارى مطرح است. مرحلهب ندى پروژه باعث مى شود كه كار صنعتى به طور یكنواخت ادامه یابد.

بودجه كنونى در حدود 55 میلیون یورو تكمیل مراحل بی، سی و اوایل مرحله دی را تا نیمه سال 2009 پوشش مى دهد. پروژه فضاپیماى واسط آزمایشى براى تكمیل مراحل دی، ئی و اف شامل پرتاب وگا و ارزیابى عملكرد پس از پرواز، به سرمایه گذارى هاى بیشترى نیاز دارد. پیش بینى مى شود كه سرمایه گذارى بیشتر در شوراى بعدى وزارتى، اواسط 2008 ، یا از طریق مشاركت آژانس هاى ملى و بین المللى تأمین شود. سازمان صنعتى پروژه فضاپیماى واسط آزمایشى به خوبى در سطوح صنعتى سازماندهى شده است و بازتابى از پی ریزی مجدد ساختار صنعت اروپا را براى توسعه و بهره بردارى پرتاب كننده هاى نسل بعدى نشان مى دهد.

فعالیت هاى صنعتی بر مدیریت، برنامه ریزى، ارزش گذارى، كنترل و مهندسى پروژه متمركز است كه لازمه هاى فناوری، تشخیص فنى، روند توسعه زیرسامانه ها، نماهاى داخلى و خارجى و محیط ها، بیمه محصول و امنیت را در بر می گیرد. تلاش هاى زیربخشی متمركز است بر ساختارها، كنترل و محافظت حرارتى، فرود و بازیافت، هدایت، ناوبرى و كنترل، نیرو، بررسى داده ها، دورسنجى، نرم افزار، مكانیزم ها، كنترل شهپر، كنترل واكنش، بخش هاى پروازى و زمینى و ابزار آزمون پرواز.

گروه صنعتى كنونى در حال رشد است تا همه سازمان هاى تحقیقى و صنعتى لازم براى مرحله بی را در بر گیرد، بدین ترتیب یك تعهد قابل اطمینان براى انجام به موقع برنامه زمان بندى و هزینه تكمیلى پروژه و نیز تداوم فعالیت هاى صنعتى پس از مرحله بی حاصل مى شود.

مشاركت اعضای آژانس فضایی اروپا

فضاپیماى واسط آزمایشى را 11 عضو آژانس فضایی اروپا شامل:استرالیا، بلژیك، فرانسه، آلمان، ایرلند، ایتالیا، پرتغال، اسپانیا، سوئد، سوئیس و هلند حمایت می كنند. با این كه اروپا فاقد تجربه در توسعه چنین سامانه بازگشت پذیر پیچیده اى است، مشاركت گسترده اعضا، نهاد صنعتى بزرگى را فراهم مى كند كه صلاحیت موفق ساختن پروژه را دارد.

همكارى ملى و بین المللى

برنامه ریزى و اجراى صورى پروژه در آژانس فضایی اروپا انجام مى شود كه تا اوایل سال 2009 روى فعالیت هاى فضاپیماى واسط آزمایشى سرمایه گذارى مى كند. اگرچه پیش بینى مى شود كه باقى سرمایه گذارى، در شوراى بعدى آژانس فضایی اروپا در سطح وزارتى، در سال 2008 مورد موافقت قرار گیرد، اما افزایش مشاركت و هماهنگ سازى با برنامه هاى ملى به منظور اجتناب از انجام برنامه هاى تكرارى بى فایده و در جهت كمك به تأمین منابع مالى براى دنبال كردن مراحل فضاپیماى واسط آزمایشى در كوتاه ترین زمان ممكن، مسئله مهمى است.

همكاری آژانس فضایی اروپا با آژانس هاى ملى در اروپا رو به افزایش است تا همه فعالیت های ملى در زمینه سامانه بازگشتپ ذیر و فناوری های مشترک با اهداف فضاپیماى واسط آزمایشى را همگرا كند. آژانس در جریان ارزیابى منافع و گرفتارى هاى ناشى از سرمایه گذارى منابع مالى مختلف (منابع ملى و منابع آژانس فضایی اروپا) به گونه ا ى عمل می كند كه سیاست های آژانس برای تضمین قوانین سیاسى صنعت به منظور مشاركت اعضا حفظ شود.

افزون بر این، آژانس فضایی اروپا در جریان جستجوى فرصت هایی در آژانس هاى بین المللى مثل روسیه است تا از تخصص هاى موجود در زمینه سامانه های بازگشتپ ذیر به منظور كاهش هزینه ها و خطرهای آزمایش استفاده نماید، ضمن آن كه اهداف كلیدى آزمایش فناوری اروپا نیز حفظ شود.

 

منبع: محسن مرادی





صفحات جانبی
آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
امکانات جانبی