کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
10680830 1013344 2014 17 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Optimization of entry-vehicle shapes during conceptual design
ترجمه فارسی عنوان
بهینه سازی اشکال ورودی خودرو در طراحی مفهومی
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
در طراحی مفهومی وسیله نقلیه ورودی مجدد، شکل و هندسه وسیله نقلیه می تواند متفاوت باشد و تاثیر آن بر عملکرد را می توان ارزیابی کرد. در این مطالعه، بهینه سازی شکل دو کلاس وسایل نقلیه مورد مطالعه قرار گرفته است: یک کپسول و وسیله نقلیه بالدار. ویژگی های آیرودینامیکی آنها با استفاده از روش های محلی محوری، به صورت خودکار در هر بخش خودرو انتخاب شد. مسیرهای ورودی تا ماخ 3 محاسبه می شوند و فرض می شود شرایط ترمیم شده. برای وسیله نقلیه بالدار که دارای فلپ بدن و ایلون است، یک الگوریتم راهنمایی جهت ردیابی درجه حرارت مرجع استفاده شده است. به منظور بهینه سازی شکل با استفاده از اهداف مربوط به جرم، حجم و محدوده، بهینه سازی ذرات چند هدفه مورد استفاده قرار گرفت. بهینه سازی نشان می دهد که تغییرات زیادی در عملکرد خودرو در فضای پارامتر کاوش دارد. مناطق غیر خطی بسیار قوی در محدوده مستقیم دو جبهه پارتو مشاهده می شوند. این نشان دهنده نیاز به اکتشاف قوی در مورد تاثیر شکل اهرم بر عملکرد سیستم در هنگام نوسازی مهندسی است که در طراحی مفهومی انجام می شود. تعدادی از جنبه های مهم تأثیر رفتار وسیله نقلیه در قسمت های پارتو مشاهده و مورد بحث قرار گرفته است. تقریبا کامل یکپارچه سازی برای راه حل های بال عقب برای وسیله نقلیه بالدار وجود دارد. همچنین مشخص شده است که اعمال ثبات زمین برای وسیله نقلیه بالدار در تمام زوایای حمله به شکل های وسیله نقلیه می پردازد که در طول اکثر ورودی ها نیاز به تغییرات سطح کنترل سطح بالا دارد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی هوافضا
پیش نمایش مقاله
بهینه سازی اشکال ورودی خودرو در طراحی مفهومی
چکیده انگلیسی
During the conceptual design of a re-entry vehicle, the vehicle shape and geometry can be varied and its impact on performance can be evaluated. In this study, the shape optimization of two classes of vehicles has been studied: a capsule and a winged vehicle. Their aerodynamic characteristics were analyzed using local-inclination methods, automatically selected per vehicle segment. Entry trajectories down to Mach 3 were calculated assuming trimmed conditions. For the winged vehicle, which has both a body flap and elevons, a guidance algorithm to track a reference heat-rate was used. Multi-objective particle swarm optimization was used to optimize the shape using objectives related to mass, volume and range. The optimizations show a large variation in vehicle performance over the explored parameter space. Areas of very strong non-linearity are observed in the direct neighborhood of the two-dimensional Pareto fronts. This indicates the need for robust exploration of the influence of vehicle shapes on system performance during engineering trade-offs, which are performed during conceptual design. A number of important aspects of the influence of vehicle behavior on the Pareto fronts are observed and discussed. There is a nearly complete convergence to narrow-wing solutions for the winged vehicle. Also, it is found that imposing pitch-stability for the winged vehicle at all angles of attack results in vehicle shapes which require upward control surface deflections during the majority of the entry.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Acta Astronautica - Volume 94, Issue 1, January–February 2014, Pages 198-214
نویسندگان
, ,