طراحی مفهومی ماهواره بر هواپایه بر مبنای مقیاس بندی

ماهواره های با وزن 10 – 1 کیلوگرم با عنوان نانوماهواره شناخته می شوند که با توجه به پیشرفت فناوری و کوچک تر شدن قطعات الکترنیکی، استفاده از ماهوره مکعب شکل/ماهواره قوطی شکل‌ها بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. روش بهینه و کم هزینه پرتاب این نوع ماهواره ها، پرتاب هواپایه است. طراحی مفهومی و شبیه سازی مسیر صعود یک موشک ماهواره بر هواپایه بر اساس نوع هواپیمای حامل، فناوری در دسترس ساخت راکت موتورها، سرعت، ارتفاع، زاویه و موقعیت جغرافیایی رهایش متفاوت است که تغییر در هر کدام از این پارامترها به مثابه یک طراحی جدید به حساب می آید. در این پژوهش، امکان سنجی و طراحی مفهومی پرتاب هواپایه نانوماهواره 10 کیلوگرمی به مدار پارکینگ با استفاده از هواپیمای جنگنده کارامد بصورت بومی انجام گرفته است. بدین منظور طرح مفهومی راکت ماهواره بر هواپایه پس از 5 مرحله طراحی حاصل شده است. طراحی بر اساس مقیاس بندی از تنها نمونه عملیاتی بدست آمده و پیکربندی نهایی دارای وزن 2270 کیلوگرم، طول 6.6 متر و قطر 0.65 سانتی متر می باشد. شبیه سازی مسیر صعود با استفاده از یک کد 3 درجه آزادی تدوین شده به زبان فورترن انجام گرفته و با مدل سازی مسیر موشک پگاسوس اعتبارسنجی شده است.

Conceptual Design of Air Launching Vehicle Based on Scaling Law

Satellites weighing 110kg are known as Nanosatellite. With the advancement of technology and the smaller parts of the electronics, satellites become smaller and lighter every day. Due to the advancement of technology, the use of CanSats/Cubsats have become more prominent. The optimal and low cost of launching these satellites is airlaunchtoorbit method. The conceptual design and simulation of the trajectory of an airlaunchtoorbit rocket vary based on the type of aircraft, the technology available to make the rocket engine, Aircraft’s velocity, Starting Altitude, Initial (the aircraft’s) Flight Path Angle and Latitude and Longitude, with changes in each of these parameters as a new design. In this research, the feasibility study of air launching vehicle to deliver a 10kg Nanosatellite into a parking orbit using the F4 aircraft has been performed natively. For this purpose, the conceptual design of the air launchtoorbit rocket has been achieved after five design stages. The final design is based on the downscale of the single operating sample, weighing 2270 kg, length 6.6 m and diameter 0.65 cm. Simulation of the ascent trajectory has been done using a 3DOF code and validated by Pegasus trajectory modeling.