کنترل فضاپیمای بازگشت به جو با مکانیزم جرم های انتقالی صلیبی و شعاعی

در این پژوهش به طراحی کنترل برای یک فضاپیمای بازگشتی یا کپسول فضایی در فاز بازگشت به جو از پرواز زیرمداری بر مبنای مکانیزم جرم های انتقالی داخلی پرداخته می شود. فاز بازگشت به جو یکی از مهم ترین مراحل انجام ماموریت یک فضاپیما است، زیرا با ورود فضاپیما به جو زمین نیروها و ممان های آیرودینامیکی باعث اغتشاش زوایای حمله و سرش جانبی خواهند شد. این زوایای اغتشاشی در صورتی که کنترل نشود ممکن است باعث صدمات جدی به فضاپیما و سرنشین های آن شود. علاوه بر این، مسیر پروازی فضاپیما و محل فرود نیز متاثر از این اغتشاشات خواهد بود. برای دفع این اغتشاش ها از جرم های انتقالی به عنوان عملگر استفاده شده است. جرم های انتقالی با ایجاد تغییرات جزئی در مرکز جرم وسیله پرنده این امکان را فرآهم می کند تا نیروهای آیرودینامیکی مزاحم را به نیروهای کنترلی موثر تبدیل کرد. مزیت اصلی جرم های انتقالی نسبت به عملگرهای دیگر نظیر سطوح آیرودینامیکی و تراست جت ها، عدم تولید نیروی آیرودینامیکی و پیشرانشی اضافی و محافظت از عملگرها در برابر گرمایش آیرودینامیکی ورود به جو می باشد. نوع چیدمان جرم های انتقالی نیز یک فاکتور مهم محسوب می شود. در این پژوهش علاوه بر مکانیزم صلیبی که مکانیزم مرسوم تری است، مکانیزم شعاعی نیز بررسی و تحلیل شده است.

Keywords:

کپسول فضایی , بازگشت به جو , زیرمداری , جرم های انتقالی , پایداری , کنترل