فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

این مقاله به مدل‌سازی دینامیک تلاطم سوخت داخل مخزن فضاپیما و تأثیر آن بر کنترل فضاپیما پرداخته است. تلاطم ناشی از حرکت سوخت موجود در مخزن سیستم پیشران فضاپیما بر کنترل و پایداری آن بسیار تأثیرگذار است. این تأثیر که از تداخل نیرویی و گشتاوری تلاطم با سیستم کنترل فضاپیما ناشی می‌شود، به‌صورت فیدبکی در سیستم کنترل ظاهر خواهد شد. با توجه به‌سادگی تحلیل معادلات حرکت یک جرم متمرکز و جسم صلب نسبت به معادلات دینامیک سیال و به دنبال آن کاهش یافتن حجم محاسبات، می‌توان دینامیک تلاطم سوخت را با یک مدل مکانیکی جایگزین نمود؛ بنابراین در این پژوهش برای بررسی اثر دینامیک تلاطم سوخت مایع بر کنترل و پایداری فضاپیما، تلاطم سوخت به‌صورت یک سیستم مکانیکی خطی مدل‌سازی شده است. بدین منظور دو مدل جرم‌-فنر و پاندول برای مدل‌سازی دینامیک تلاطم موردبررسی قرار گرفته و پارامترهای هریک نیز برای شبیه‌سازی مدهای غالب تلاطم محاسبه گردیده است. به ازای هر دو مدل جرم‌-‌فنر و پاندول، معادلات دینامیک سیستم خطی سازی شده و سپس با قرار دادن مقادیر پارامترهای فیزیکی هرکدام از سیستم‌ها و در نظر گرفتن متغیرهای حالت و کنترل، معادلات سیستم به فرم فضای حالت استخراج شده و درنهایت کنترل‌کننده بهینه خطی بر روی آن اعمال گردید. نتایج پاسخ زمانی متغیرهای حالت در هر دو مدل و همچنین متغیرهای کنترلی نشان از پایداری سیستم و کاهش اثر تلاطم در وضعیت ماهواره دارد.