19467

۱۹۴۶۷

طراحي مدل سازه براي مناسب‌سازي بالن‌هاي ميان‌فضايي جهت كاربري ماهواره

كارشناسي ارشد

مهندسي فناوري ماهواره

۱۳۹۳-۱۳۹۷

۱۳۹۷/۰۱/۲۹

دكتر مجيد شهروي - دكتر كامران دانشجو

فناوري‌هاي نوين

با توجه به اينكه اطلاعات مربوطه به بالن‌هاي غيرصلب با قابليت شناوري كوتاه‌مدت در دسترس هستند، هدف اين پايان‌نامه، بهسازي بالن‌ها براي انجام مأموريت‌هاي ماهواره در ميان‌فضا است. اين بهسازي بايد منطبق بر اقتضائات هر دو ساختار بالن و ماهواره بوده و بتواند با رعايت قيود مربوط به بالن از جمله امكان شناوري در ميان‌فضا، الزامات انجام مأموريت‌هاي ماهواره مانند حمل محموله، امكان كنترل مكان و جهت، تأمين انرژي مورد نياز به صورت خودكار را فراهم آورد. از اين رو، پروژه‌ي پيش‌رو با چالش‌هايي دوگانه دست و پنجه نرم مي‌كند كه قابل صرفنظر كردن نبوده و پيچيدگي‌هايي را بر طراحي تحميل مي‌كند. در روند اجراي پروژه، ابتدا به بررسي برخي از نمونه‌هاي ميان‌فضايي بالن پرداخته شده و سپس با الگوگيري از آن‌ها طراحي بخش‌هاي مختلف بالن صورت پذيرفته‌است. با توجه به اينكه بالن‌هاي ميان‌فضايي از سه‌بخش محفظه‌، عرشه و موتورهاي انتقال‌دهنده تشكيل شده‌ و در طراحي تمام مولفه‌هاي به يكديگر وابسته‌اند، وزن سازه‌ها و موتور بر حجم محفظه‌ي فشار اثر گذاشته و حجم محفظه‌ي فشار بر نيروي درگ و توان موتورهاي انتقال دهنده تأثير مي‌گذارد به همين دليل در طراحي بر اساس مدل پايه، طراحي بخش‌هاي مختلف انجام شده و سپس با دقيق شدن طراحي، اصلاحات مربوط به هر كدام از بخش‌ها صورت مي‌گيرد. چالش اصلي اين طراحي، كاهش جرم بالن با حفظ استحكام و عدم نشت گاز از آن است، لذا نحوه‌ي اتصال موتورها و عرشه‌ي بالن به محفظه‌ي فشار، پيچيدگي‌هايي داشته و انتقال نيرو بايد بصورت پيوسته و بدون تمركز تنش بوده و از سوي ديگر اتصال سازه‌ها و همچنين امكان تعويض آن‌ها ساده باشد؛ به‌همين دليل در اين طراحي واسطه‌هايي براي اتصال در نظر گرفته شده‌است كه تنش را بصورت پيوسته به محفظه منتقل كند و اگر آسيبي وارد شد، به واسطه منتقل شده و محفظه بالن دچار مشكل نشود. از سوي ديگر ضروري است كه اين سازه‌ها بتوانند با داشتن حداقل وزن ممكن، محموله را حمل كرده و عملكردهاي كنترلي بالن براي انجام مأموريت‌ها را ارضا نمايند. در انتهاي اين پروژه، با در نظر گرفتن اقتضائات بالن‌هاي ميان‌فضايي، طرح مفهومي سازه مبتني بر طراحي‌هاي روز دنيا پيشنهاد شده‌است. اين سازه‌هاي سبك بوده، قابل جدايش و اتصال راحت داشته و بصورتي طراحي شده‌است كه در صورت آسيب‌ديدن يا رخ‌دادن حادثه‌اي، محفظه‌ي بالن مصون از گسيختگي بماند.

1397/04/01

4/18/2019 12:00:00 AM