طراحی، مدلسازی و تحلیل عملکرد زیر سیستم کنترل گرمایی در یک ماهواره مقیاس کوچک

نوع مقاله : پژوهشی کامل

نویسندگان

1 دانشیار، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ایران

2 کارشناس ارشد مهندسی هوافضا، مجتمع دانشگاهی هوافضا، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، ایران

چکیده

زیرسیستم کنترل گرمایی هر ماهواره وظیفۀ تأمین دمای مجاز تجهیزات آن ماهواره را بر عهده دارد. طبیعی است که اگر این زیرسیستم از ماهواره به­درستی طراحی نشود، مأموریت ماهواره به درستی انجام نخواهد شد. در کار حاضر به طراحی زیرسیستم کنترل گرمایی یک ماهواره مقیاس کوچک به کمک          نرم­افزارهای Thermal desktop و Sinda پرداخته شده است. این شبیه­سازی بر اساس دو حالت بحرانی سرد و گرم صورت گرفته و نتایج حاصل با داده­های تجربی موجود در مراجع مقایسه شده که میزان اختلاف آن در حدود  %9 بدست آمده است. طبق مطالعات انجام گرفته در این پژوهش، مناسب­ترین تجهیزات کنترل گرمایی رنگ­ها، پوشش­ها، عایق­ها و گرمکن­ها می­باشد. طبق تحلیل­های صورت گرفته، زیرسیستم محموله قبل از اعمال طرح حرارتی پیشنهادی، دمایی در حدود 19- تا 28 درجۀ سانتی­گراد تجربه کرده که با استفاده از رنگ AMJ-700-IBU دمای آن در محدودۀ 10- تا 47 درجۀ سلسیوس قرار گرفته که در محدودۀ دمایی مجاز قرار دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]   حاجی بابایی طاهری ز.، طراحی و تحلیل سیستم کنترل دما در یک ماهواره مقیاس کوچک، پایان‌نامۀ‌ کارشناسی‌ارشد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، 1397.
[2]  Eickhoff J., The FLP Microsatellite Platform. Springer International Publishing, Switzerland, 2016.
[3]  Lyon R., Sellers J., Underwood C., Small Satellite Thermal Modeling and Design at USAFA: Falconsat-2 Application. Proceedings IEEE Aerospace Conference, 2002.
[4]  Richmond J. A., Adaptive Thermal Modeling Architecture for small satellite Applications. Massachusetts Institute of Technology, 2010.
[5]  Bulut M., Sozbir N., Analytical investigation of a nanosatellite panel surface temperatures for different altitudes and panel combination. Applied Thermal Engineering, Vol. 75, pp. 1076-1083, 2015.
[6]  Corpino S., Caldera M., Nichele F., Masoero M. and Viola N., Thermal Design and Analysis of a Nanosatellite in Low Earth Orbit. Acta Astronautica, Vol. 115, pp. 247-261, 2015.
[7]  Escobar E., Diaz M. and Cristobal Zagal J., Evolutionary Design of a Satellite Thermal Control System: Real Experiments for a Cubesat Mission. Applied Thermal Engineering, Vol. 105, pp. 490-500, 2016.
[8]  Martinez I., Heat Transfer and Thermal Radiation Modeling, Isidro Martinez' Lectures on Heat and Mass Transfer, 2015.
[9]  Gilmore D. G., Spacecraft Thermal Control Handbook: Fundamental Technologies. The Aerospace Press, United States, 2002.
[10]             Diaz Aguado M., Greenbaum J., Fowler W. and Lightsey G., Small Satellie Thermal Design, Test and Analysis. Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, 2006.
[11]             Grazon. M. M., Development and Analysis of the Thermal Design for the OSIRIS-3UCubesat. Pennsylvania State University, 2012.
[12] Reiss P., Bewick C., New Methodology for the Thermal Modelling of Cubesat. Small Satellites Systems and Services - The 4S Symposium, 2012.
[13] Spacecraft Thermal Control and Conductive Paints/Coatings and Services Catalog. AZ Technology Inc, 2008.
[14] Gilmore D, G., Spacecraft Thermal Control Handbook.: Fundamental Technologies. The Aerospace Press, 2002.
[15] VanOutryve C. B., A Thermal Analysis and Design Tool for Small Spacecraft. San Jose State University, 2008.