بررسی روند توسعه تجاری سیستم‌های پیشرانش جت مقاومتی و ارزیابی آن ها از منظر طراحی کم هزینه و قابلیت اطمینان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار،پژوهشکده رانشگرهای فضایی، تبریز، ایران

2 کارشناسی ارشد، پژوهشکده رانشگرهای فضایی،تبریز،ایران

3 دانشجوی دکترا، پژوهشکده رانشگرهای فضایی،تبریز،ایران

چکیده

رانشگرهای جت مقاومتی یکی از اعضای مهم رانشگرهای الکتریکی در صنایع فضایی محسوب می‌شوند که دارای مشخصات ویژه‌ای مانند نسبت تراست به توان، قابلیت اطمینان و سرعت خروجی پیشرانش نسبتا بالا می‌باشند. این رانشگرها از طریق عبور پیشران از اطراف یک هیتر الکتریکی و افزایش دمای آن و سپس عبور پیشران از داخل یک نازل همگرا- واگرا برای شتاب‌دهی باعث تولید نیروی رانش می‌شوند. در این مقاله ماهواره‌های عملیاتی شده‌ای که دارای سیستم پیشرانش جت مقاومتی بوده‌اند، از منظر هدف و کاربرد، ارتفاع اوج، جرم و پلتفرم به صورت آماری بررسی شده و نتایج حاصل، مورد مقایسه قرار گرفته است. همچنین در ادامه به ارزیابی این سیستم‌ها بر اساس سه پارامتر کلیدی قابلیت اطمینان، فناوری ساخت مورد نیاز و شناسایی و انتخاب مواد مناسب پرداخته شده است. با توجه به نتایج حاصل از بررسی‌ 14 مکانیزم مورد مطالعه، رانشگرهای 100 واتی، دما بالا، میلی پوندی، طرح بخارساز، طرح اول و دوم شرکت SSTL، رانشگر دارای هیتر افزونه و رانشگر ماهواره مارک 3 از نظر سطح فناوری مورد استفاده در گروه فناوری‌های مرسوم طبقه بندی شده و قابلیت دسترسی مناسبی دارند. از بین این هفت مکانیزم، رانشگرهای طرح دوم شرکت SSTL و دارای هیتر افزونه به دلیل دشواری تامین مواد، حذف می‌شوند. پنج مکانیزم باقیمانده همگی حداکثر دارای 10 المان بوده و به‌دلیل عدم نیاز به تجهیزات افزایش / کاهش فشار، از نظر قابلیت اطمینان در سطح مناسبی ارزیابی شده‌اند. همچنین مکانیزم طرح اول شرکت SSTL به دلیل داشتن 5 المان در هد رانشگر، مناسب‌ترین شرایط برای بهره‌برداری را دارا می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the commercial development process of resistojet propulsion systems and evaluating them from the perspective of low cost design and reliability

نویسندگان [English]

  • Morteza Farhid 1
  • adel pourtaghi 2
  • Reza Golzarian 3
1 assistant professor ،Iranian space research center,,Tabriz, Iran
2 Master's degree, ،Iranian space research center,,Tabriz, Iran
3 PhD student, Space Propulsion Research Institute, Tabriz, Iran
چکیده [English]

Resistojet thrusters are considered one of the important of the electric thrusters, which have special characteristics such as thrust to power ratio, reliability and relatively high output propellant speed. These thrusters generate thrust by passing the propellant around an electric heater and increasing its temperature, and then passing the propellant through a convergent-divergent nozzle to accelerate the propellant. In this article, satellites that have a resistojet system, from the point of view of purpose and application, peak height, mass, and the platform used, have been statistically investigated and the results have been compared. Also in the existing resistojet propulsion systems have been evaluated based on three key parameters of reliability, manufacturing technology, and identification and selection of suitable materials. According to the results of the study of 14 studied mechanisms, 100 watt, high temperature, millipound thrusters, vaporizer based design, SSTL company's first and second design, extension heater thruster and Mark 3 satellite thruster in terms of technology level used in the technology group . Among these seven mechanisms, the thruster mechanism of the second design of SSTL company and the thruster with extension heater are removed due to the difficulty of supplying materials. The remaining five mechanisms all have a maximum of 10 elements and no need for pressure increase / decrease equipment, they have been evaluated at a suitable level in terms of reliability. The mechanism of the first design of SSTL company has the most suitable conditions for operation due to having 5 elements in the thruster head.

کلیدواژه‌ها [English]

  • propulsion systems
  • electrothermal thruster
  • Resistojet thrusters
  • Reliability
  • manufacturing technology
دوره 13، شماره 2 - شماره پیاپی 33
پاییز و زمستان 1403
آذر 1403
  • تاریخ دریافت: 27 خرداد 1403
  • تاریخ بازنگری: 17 شهریور 1403
  • تاریخ پذیرش: 15 آبان 1403
  • تاریخ انتشار: 11 آذر 1403