طراحی و آنالیز چیدمان تراسترهای گیمبالی برای کنترل وضعیت سه محوره یک ماهواره

نویسندگان

1 امیرکبیر

2 دانشجوی کارشناسی ارشد - دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات بروجرد

چکیده

تراسترهایعکس‏العملیبه منظورکنترل وضعیت فضاپیماها بسیار مورد توجه قرار می‏گیرد، زیرا علیرغم پیچیدگی تحلیل، تقریباً می‏توانند هر سطح گشتاوری را تأمین کنند. در این راستا کنترل مناسب یک فضاپیما با استفاده از تراسترها به چیدمان صحیح و کارآمد آن‏ها روی بدنه ماهواره بستگی دارد که بهینه سازی مصرف سوخت و افزایش قابلیت اطمینان دو موضوع مهم در طراحی چیدمان تراسترهامی‏باشد. برای تولید گشتاورهای مختلف حول سه محور ماهواره و بالا بردن قابلیت اطمینان به تعداد زیادی تراستر ثابت نیاز است که از نظر مصرف سوخت و محدودیت جرم و توان به صرفه نمی‏باشد. در این مقاله به منظور حل این مشکل ، استفاده از تراسترهایگیمبالی پیشنهاد می‌گردد. با استفاده از تراسترهایگیمبالی بوسیله عنصر متحرک دو محورهمی‏توان با دو، سه و چهار تراستر کل فضای کاری گشتاور حول سه محور را پوشش داد و کنترل وضعیت سه محوره یک فضاپیما را انجام داد. در این مقاله پس از معرفی تراسترهایگیمبالی و بررسی ساختار آنها، مزایای آنها نسبت به تراسترهای ثابت مورد بررسی قرار می‏گیرد. سپس چیدمانهای مختلف تراسترهایگیمبالی طراحی و پوشش فضای کاری آنها مورد بررسی و آنالیز قرار خواهد گرفت. در نهایت چیدمان مناسب از نظر پوشش فضای کاری ، جهت کنترل وضعیت سه محوره یک ماهواره انتخاب شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and analysis of gimbal thrusters arrangement for three axis satellite attitude control

نویسندگان [English]

  • فرهاد فانی صابری 1
  • مهدی زندیه 2
چکیده [English]

Reaction thrusters using in spacecrafts attitude control will be highly regarded, because they can provide almost any torque level, despite complexity analysis. Also suitable control of satellite with thrusters depends on efficient and desired arrangement of thrusters on satellite body. Two important subject of arrangement design are fuel efficiency and increase reliability. System needs a large number of fixed thrusters to generate different torque level about three principal body axes and increase reliability, but this approach has not fuel efficiency. This problem is soluble with using gimbal thrusters. In gimbal thruster approach, by using two axis rotational elements, all of the workspace about three axes is covered with 2, 3 or 4 thrusters. In this paper after gimbal thrusters determination and structure description, their benefits than fixed thrusters is described. Then, different gimbal thrusters arrangement are designed and their workspace covering being analysis. Finally, desired arrangement with the best workspace covering and suitable reliability is selected for three axis attitude control.

کلیدواژه‌ها [English]

  • satellite
  • Arrangement design
  • workspace
  • Tree axis attitude control
  • Gimbal Reaction thruster