هر روز!
هر روز!

سامانه های حمل و نقل فضایی(2) فناوری و سامانه بازگشت

سامانه های حمل و نقل فضایی(2)
فناوری و سامانه بازگشت



این برنامه خطرات را محدود کرده و با ایجاد هزینه هاى پله اى تضمین مى کند که به تدریج از نتایج مأموریت هاى به نسبت کم هزینه تر،پیشرفت در سطوح بالاتر عاید شود.
از سال 2002 میلادی، آژانس فضایی اروپا روى یک برنامه بلندمدت بهینه براى آزمایش های پروازى متمرکز شده است. در سال 2005 ، پس از همکارى بیشتر با صنعت، فضاپیماى واسط آزمایشى به عنوان هسته این برنامه به تأیید رسید. در این فضاپیما، فناوری هاى کلیدى، از جمله حفاظت حرارتى و سطوح کنترل ایرودینامیکى فعال، در سطح سامانها ی ادغام می شود. این مسئله پیشرفت مهمى در تاریخ آزمایش های پروازى اروپا است، هرچند شکل بدنه فضاپیماى واسط آزمایشى لزوماً نمایانگرفضاپیماهاى عملیاتى آینده نخواهد بود.
در واقع، فضاپیماى واسط آزمایشى یک جسم برآزا با قابلیت بازگشت به جو است که شکل آن نتیجه مجموعه اى از ملزومات طراحى، از جمله نیاز به حجم داخلى بیشینه براى حمل لوازم آزمایشی است. هدف، حداکثر بهره ورى از فضاپیما است، در حالى که محدودیت جرم (به علت ظرفیت پرتابگر) و موقعیت مرکز جرم باید رعایت شود.
اهداف اصلى فضاپیماى واسط آزمایشى را مى توان به سه بخش دسته بندى کرد: نمایش سامانه بازگشت به جو، آزمایش فناوری و اعتبارسنجى آن.
تمرکز اولین دسته، کسب تجربه در پرتاب و بازگشت فضاپیمایی است که به صورت ایرودینامیکى کنترل می شود. این تجربه در مقایسه با تلاش هاى موشک های بالستیک و شبهب الستیک گذشته پیشرفت مهمى خواهد بود. اروپا باید وارد میدان شود:
حلقه طراحى این سامانه پیچیده ، تشخیص همه مراحل توسعه سامانه، اداره کردن ساخت و هم گذارى فناوری های بحرانى بازگشت به جو، ادغام این فناورى هاى کلیدى در سطح سامانها ی (در طول طراحى، مونتاژ، آزمایش و عملیات)، یکپارچه سازى کلى سامانه و بازبینى آن براى فضاپیمایى که با ابزار جدید و پیشرفته کاملاً بارگذارى شده باشد و در نهایت، هدایت پرواز با تضمین حداکثر امنیت براى سرزمین هاى در محدوده پرواز با تمام جزئیات است.
در دسته آزمایش های فناوری بازگشت، تمرکز بر بازبینى عملکرد 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 سرامیکى، عایق بندى، تعلقات، اتصالات و آب بندى ها و همچنین فناوری کنترل، هدایت و ناوبرى پیشرفته. این بازبینى عملکرد در پرواز، بر اساس تلاش هاى پیشین و بازبینى هاى زمینى صورت مى گیرد و هدف آن تکمیل فناوری به منظور کاربردهاى عملیاتى فضایی خواهد بود.
اعتبارسنجى فناوری بازگشت به جو، بر جمع آورى داده هاى عملکردى بازگشت، به منظور وارسى پدیده هاى ایروترمودینامیکى و تأیید اعتبار ابزارهاى طراحى سامانه و نیز بر ارزیابى رفتار هوا پیرامون یک جسم بالارونده هنگام بازگشت با سرعت ابرصوت (ماخ بالاى 5) متمرکز است. پیچیدهت رین پدیده ناشى از رفتار جریان هوا حول فضاپیما تجزیه مولکول هاى هوا به دلیل جذب انرژى زیادى هنگام بازگشت است. در این حالت، قوانین گاز کامل 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 کاتالیزوری مواد، اکسیداسیون مواد، کاهش راندمان سطوح کنترلى به علت جدایش جریان لایه مرزى و راندمان سامانه کنترل واکنش. از طریق یک نقشه وسیع اندازه گیرى پرواز که موارد زیر را تجمیع مى کند، مى توان به اهداف آزمایش دست یافت:
- سنجش لایه اى براى سامانه هدایت، ناوبرى و کنترل فضاپیماى واسط آزمایشى و کنترلگرهاى زمینى برای پایش پیشرفت مأموریت
- شناسایی مدل فضاپیما براى بازسازى محیط و رفتار دینامیکى فضاپیماى واسط آزمایشى پس از پرواز
- آزمایش های اجبارى فضاپیماى واسط آزمایشى در مورد فناورى هاى تواناساز برای بازگشت
- آزمایش های تکمیلى حمل مسافر که به طور مستقیم براى موفقیت مأموریت ضرورى نیستند، اما نتایج فناوری را بهبود مى بخشند.
طرح مصوب کنونى فضاپیماى واسط آزمایشى، نتیجه تحلیل هاى وسیعى است که از آن جمله میت وان به مأموریت و مسیر، بهینه سازى طراحى شکل هوایی، دینامیک سیالات عددى براى ایرودینامیک و ایروترمودینامیک، ارزیابى کیفیت پروازى براى پایدارى عرضى و طولى، قابلیت تنظیم و قابلیت کنترل فضاپیما اشاره کرد. تحلیل ها و آزمایش های مهم حرارتى، مکانیکى و تونل باد نیز براى مراحل آینده پروژه در نظر گرفته شده اند که به انتخاب طرح هاى نهایی سامانه و
زیرسامانه ها کمک مى کنند.
آزمایش های تکمیلى سرنشین دار به منظور بیشتر کردن نتایج مأموریت، آژانس فضایی اروپا کارگاه هاى علمى و صنعتى را در سال 2005 برای این منظور سازمان دهى کرد. واکنش مؤثر، حاکى از علاقه وسیع در استفاده از پرواز براى تحقیقات
تکمیلى علوم، اکتشافات و پرتابگرهای آینده بود. آژانس فضایی اروپا بیش از 50 پیشنهاد براى آزمایش های سرنشین دار از صنعت، مراکز تحقیقاتى و دانشگاه ها دریافت کرده است. در این پیشنهاد ها به ابزارها و فناورى هاى نوآورانه اى براى وارسى پدیده هاى ایروترمودینامیکى، مفاهیم و مواد نو براى حفاظت حرارتى و سازه هاى داغ و روش های دیگر هدایت، ناوبرى، کنترل و بررسی سلامت سازه ها اشاره شده است.
تجهیزات پیشنهادی شامل این موارد هستند: ترموکوپل ها،حسگرهاى فشار و شار حرارتى، حسگرهای ترکیبى فشار، دما و شار حرارتى، سامانه داده هاى جریان ناگهانى هوا، آنتن ها، بازتاب سنج ها، حسگرهای اصطکاک پوسته اى و جریان لغزشى، حسگرهای گرماسنجى پیشرفته براى سنجش دما و شار حرارتى، سامانه فشار/طیف سنج کوچک شده، سامانه گرمانگارى مادون قرمز، سامانه فلورسانس مرک

برای ارسال اولین نظر کلیک کنید