کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5472208 1519923 2017 7 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Thrust vectoring of an electric solar wind sail with a realistic sail shape
ترجمه فارسی عنوان
رانندگی بر روی یک بادگیر الکتریکی باد خورشیدی با یک شکل بادوام واقع گرایانه
کلمات کلیدی
باد خورشیدی الکتریکی باد، کنترل نگرش، رانش موتوری،
ترجمه چکیده
شکل چرخش باد خورشیدی باد خورشیدی تحت نیروی سانتریفیوژ و فشار پویا خورشیدی باد مدل برای رسیدگی به نگهداری نگرش بادبان و رانندگی رانندگی است. انبار بادبان به طور گسترده ای از تپه های اصلی کشیده شده است که از فضاپیمای در هواپیما چرخش بادبان به طور رادیکالی به سمت خارج حرکت می کنند. علاوه بر این، راهنمایی های اصلی تریتر ها، میزبان های راه دور را می گیرند که با تیتیر های کمکی در ریل بادبان ارتباط برقرار می کنند. در اینجا ما معادله شکل اصلی تیتان را به دست می آوریم و هر دو راه حل عددی و تقریبی تحلیلی را برای شکل به دست می آوریم که پارامترهای آن هم با نسبت نیروی بادبان الکتریکی به نیروی سانتریفوژ و جهت گیری بادبان با توجه به جهت باد باد است. شکل حاصل چنین است که در نزدیکی فضاپیمای، ریشه ها از مخروط اصلی تشکیل می شوند، در حالی که در راستای لبه، این مخروط توسط نیروی گریز از مرکز تقسیم می شود و بادبان با چرخش چرخشی هواپیما همپوشانی دارد. تقریب ما برای شکل بادبان تنها با استفاده از زاویه کنجکاوی ریشه و طول پایه اصلی تنظیم می شود. با استفاده از شکل تقریبی، گشتاور و نیروی باد نیروی الکتریکی اعمال شده به بادبان را به دست می آوریم. به عنوان یک نتیجه، دامنه ولتاژ مدولاسیون مورد نیاز برای نگهداری از رفتار بادبان به عنوان یک راه حل بدون گشتاور داده می شود. دامنه کوچکتر از آنچه قبلا برای یک تکه تکه تکه تکه شده شبیه به یک آونگ کروی ساخته شده است. این بدان معنی است که حاشیه کمتری برای حفظ نگرش بادبان مورد نیاز است. برای مدولاسیون ولتاژ داده شده، پس از برداشتن رانش، از لحاظ اجزای محوری شعاعی و عرضی در نظر گرفته می شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی هوافضا
چکیده انگلیسی
The shape of a rotating electric solar wind sail under the centrifugal force and solar wind dynamic pressure is modeled to address the sail attitude maintenance and thrust vectoring. The sail rig assumes centrifugally stretched main tethers that extend radially outward from the spacecraft in the sail spin plane. Furthermore, the tips of the main tethers host remote units that are connected by auxiliary tethers at the sail rim. Here, we derive the equation of main tether shape and present both a numerical solution and an analytical approximation for the shape as parametrized both by the ratio of the electric sail force to the centrifugal force and the sail orientation with respect to the solar wind direction. The resulting shape is such that near the spacecraft, the roots of the main tethers form a cone, whereas towards the rim, this coning is flattened by the centrifugal force, and the sail is coplanar with the sail spin plane. Our approximation for the sail shape is parametrized only by the tether root coning angle and the main tether length. Using the approximate shape, we obtain the torque and thrust of the electric sail force applied to the sail. As a result, the amplitude of the tether voltage modulation required for the maintenance of the sail attitude is given as a torque-free solution. The amplitude is smaller than that previously obtained for a rigid single tether resembling a spherical pendulum. This implies that less thrusting margin is required for the maintenance of the sail attitude. For a given voltage modulation, the thrust vectoring is then considered in terms of the radial and transverse thrust components.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Acta Astronautica - Volume 131, February 2017, Pages 145-151
نویسندگان
, ,