طراحی پیکره‌بندی‌ یک کپسول فضایی مخروط سرپخ با تاکید بر ضریب گشتاور پیچشی و پایداری استاتیکی

هدف اصلی از این تحقیق، تعیین پیکره‌بندی اولیه یک کپسول فضایی سرنشین‌دار است به گونه‌ای که قادر باشد پس از انجام ماموریت زیرمداری، سرنشین خود را سالم به زمین بازگرداند. در طی مسیر پرواز زیرمداری، حفظ پایداری کپسول فضایی در وضعیت مشخص بسیار اهمیت دارد زیرا اعمال چرخش‌های زیاد و تکان‌های شدید سلامت سرنشین و موفقیت ماموریت را به خطر می‌اندازد. بدین منظور، در این تحقیق با بهره‌گیری از هندسه فضاپیماهای سرنشین‌دار متدوال جهان که عموماً مخروط سرپخ است، پنج نمونه هندسه پیشنهاد شده است. سپس با استفاده از شبیه‌‌سازی عددی، ضریب گشتاور پیچشی و مشخصات پایداری آن ها در شرایط بحرانی باز ورود به جو غلیظ، استخراج و با یکدیگر مقایسه شده است. شرایط بحرانی مورد بررسی کپسول فضایی، سرعت با ماخ 15/3 در ارتفاع 25 کیلومتری از سطح زمین و در زوایای حمله مختلف می باشد. در این مقاله، ضریب گشتاور ‌پیچشی cm و شیب ضریب گشتاور نسبت به زاویه حمله cmα به عنوان عامل تعیین‌کننده پایداری استاتیکی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. در نهایت، بهینه‌ترین هندسه کپسول فضایی از لحاظ الزامات سامانه و ملاحظات آیرودینامیکی و برمبنای حداکثر پایداری استاتیکی و همچنین بازدهی حجمی مناسب طراحی و انتخاب شده است.