چه ایده‌هایی برای کاهش هزینه انتقال تجهیزات به فضا دارید؟

مدیران انجمن: parse, javad123javad

ارسال پست
Enjoy-physics

عضویت : دوشنبه ۱۴۰۰/۱/۲۳ - ۰۵:۵۳


پست: 26

سپاس: 6

چه ایده‌هایی برای کاهش هزینه انتقال تجهیزات به فضا دارید؟

پست توسط Enjoy-physics »

تصویر

سلام دوستان

چه ایده هایی برای کاهش هزینهٔ پرتاب ماهواره ها و انتقال تجهیزات به فضا دارید؟

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 496

سپاس: 248

جنسیت:

تماس:

Re: چه ایده‌هایی برای کاهش هزینه انتقال تجهیزات به فضا دارید؟

پست توسط rohamjpl »

تصویر
یک راه کوچک سازی محوله های فضایی هست .یکی افزایش قدرت تراست پیشران سفینه ها و افزایش گنجایش انها -اعزام مرکزی از یک نقطه-استفاده ازپیشرانهای یونی البته در پرتاب پیشران یونی مانند شیمیایی تراست لازم ایجاد نمیکند فقط استفاده در فضا -خوب استفاده مجدد از قطعات پرتاب کننده ها مانند فالکون 9 که بوستر های سوخت دوباره استفاده میشه مثال ، روی بازیابی قطعات اصلی Falcon 9 تمرکز کرده است. این شامل اولین مرحله فالکون 9 است که پس از صرف سوخت ، پس از آنکه دوباره موتورهای خود را برای بازیابی اماده میکند.
1-فن آوری جذب مغناطیسی - یا maglev - می تواند کمک کند تا فضاپیماها با استفاده از آهن ربا برای سرعت بخشیدن به وسیله نقلیه در امتداد مسیر به مدار پرتاب شوند. همانطور که آهن ربا های قدرتمند قطارهای سریع السیر و زیر بشکهای غلتکی را بالاتر از یک مسیر راهنما قرار می دهند ، یک سیستم کمکی پرتاب maglev نیز یک وسیله نقلیه فضایی را در امتداد مسیر به صورت الکترومغناطیسی هدایت می کند. این فضاپیمای دارای قدرت مغناطیسی با سرعت حداکثر 600 مایل در ساعت شتاب می گیرد و سپس برای پرتاب به مدار به موتورهای موشکی منتقل می شود. نمونه مرکر فضایی مارشال امریکا
2-همبنده
سیستم پیشرانه فضایی بدون پیشرانه از اتصال دهنده های الکترودینامیکی در نقل فضایی استفاده کند. اتصال الكترودینامیكی به عنوان یك راننده عمل می كند در حالی كه یك میدان مغناطیسی نیرویی را به یك سیم حامل جریان وارد می كند. هنگامی که جریان الکتریکی از طریق یک اتصال دهنده متصل به یک فضاپیما عبور می کند ، بسته به جهتی که جریان دارد ، نیروی اعمال شده توسط میدان مغناطیسی بر روی اتصال دهنده به مدار ، ماهواره را افزایش یا کاهش می دهد.
3-موتورهای موشکی انفجار پالس
برنامه پیشرفته حمل و نقل فضایی همچنین در حال توسعه فناوری موتور موشکی انفجار پالس است مانند موتور اتومبیل ، موتورهای راکتی با انفجار پالس با تزریق سوخت و اکسید کننده به سیلندرهای طولانی و احتراق مخلوط با شمع کار می کنند. فشار انفجاری انفجار ، اگزوز را از انتهای باز سیلندر خارج کرده و رانش خودرو را ایجاد می کند.
از مزایای موتور موج انفجار می توان به بهبود راندمان حرارتی و حجمی اشاره کرد.
نسبت فشار موثر در طول موج انفجار باعث افزایش فشار محفظه به حداقل شش برابر فشار مخلوط سوخت نشده در بالادست جبهه موج می شود. این بدان معنی است که موتور موج انفجار پالس می تواند عملکرد معادل یک موتور موشکی معمولی با فشار بالا را هنگام کار در یک ششم فشار ارائه دهد. این نشان دهنده افزایش 10 تا 15 درصدی در تکانه ویژه بالقوه است. از آنجا که فشار تغذیه پیشرانه بسیار کم است ، می توان از پمپ های تخلیه فشار کمتری استفاده کرد. سرانجام ، این مفهوم می تواند عملکرد چرخه تنفس هوا ، استفاده از هوا به عنوان اکسید کننده و عملکرد چرخه موشک را با استفاده از پیشرانه آنبورد ترکیب کند ، که این امر باعث می شود موتور موج انفجار یک سیستم پیشرانه جذاب و چندبار استفاده باشد.مرکر فضایی مارشال
4-موتورهای راکتی با قدرت رانش بالا
5-نازل های نسبت متغیر - گسترش
ضریب رانش بهینه برای نازل موشک در یک نسبت انبساط در جایی حاصل می شود که فشار خروجی گازهای خروجی با فشار محیط مطابقت داشته باشد. موشک های تقویت کننده وسیله نقلیه پرتاب شده که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند همه دارای نازل های نسبت ثابت هستند یک موشک تقویت کننده که از طریق جو پرواز می کند فقط می تواند فشارهای یک نقطه از ارتفاع را مطابقت دهد. در تمام ارتفاعات دیگر ، نازل یا کمتر منبسط می شود ، یا بیش از حد منبسط می شود ، که باعث کاهش جزئی سرعت اگزوز و در نتیجه از دست دادن انرژی می شود. نازل برای موشک های تقویت کننده برای نسبت مساحتی طراحی شده اند که از دست دادن تکانه های خاص را در کل مسیر پرواز به حداقل می رساند.
6-ذخیره هیدروژن در چگالی های بسیار موثر
از بسیاری جهات ، هیدروژن بهترین ماده سوختی موشکی است. یک عیب بزرگ آن چگالی ذخیره سازی بسیار کم آن به عنوان یک مایع برودتی است. اگر راهی برای ذخیره هیدروژن در دمای محیط ، در حالت جذب شده یا جذب شده و در چگالی بسیار بالاتر از هیدروژن مایع (0.07 گرم در سی سی) یافت شود ، این می تواند یک موفقیت واقعی برای صنعت حمل و نقل باشد..
توسعه نانولوله های کربنی که توانایی جذب / جذب مقادیر زیادی گاز مانند هیدروژن را دارند چگالی موثر ماده جذب شده ممکن است به طور قابل توجهی به عنوان یک نتیجه از پتانسیل جذاب دیواره های منافذ افزایش یابد ، جایی که منافذ از ابعاد مولکولی هستند. این نتایج نشان می دهد که مواد کربنی نانو الیاف ممکن است توانایی ذخیره هیدروژن با تراکم موثر بسیار بالا را داشته باشد ، این بدان معنی است که مخازن بسیار کوچکتر و سبک تر و ساختارهای مرتبط می توانند در وسیله نقلیه پرتاب با سوخت هیدروژن استفاده شوند.
7-هیدروژن فلزی
هیدروژن فلزی شکل مطلوب هیدروژن جامد است و از تمام اتم های هیدروژن در حالت فلزی جداگانه تشکیل شده است. در ساخت هیدروژن فلزی فقط چشمک هایی از امکان وجود داشته است ، اما به دلیل بازدهی بالای آن (حداکثر 1200 ثانیه ضربه خاص) ،
8-موتور موشکی آینده مانند موتور جت هوا را تنفس می کند حذف اکسید کننده ها در مخازن سوختی راکت
در حالی که یک موتور موشکی معمولی باید در سفر خود به فضا مخازن عظیم سوخت و اکسید کننده حمل کند ، یک موتور موشکی تنفس کننده هوا بیشتر اکسید کننده خود را مستقیماً از جو می کشد. این بدان معنی است که یک موشک تنفس کننده هوا می تواند با نیروی محرکه کمتری چیزهای بیشتری را بلند کند و هزینه دسترسی به فضا را به شدت کاهش دهد -
ایده ترکیب کارایی یک موتور جت با قدرت یک موتور موشک چیز جدیدی نیست ، اما از نظر تاریخی این سیستم ها فقط در مراحل مختلف ترکیب شده اند. به عنوان مثال Virgin Galactic و Virgin Orbit قبل از رها کردن آنها برای مرحله آخر سفر به فضا ، از هواپیماهای جت برای حمل موشک های معمولی چندین مایل به جو استفاده می کنند. سریعترین هواپیمای تا به حال پرواز ، ناسا X-43، با استفاده از یک موتور موشک به ارائه یک افزایش اولیه قبل از هوا تنفس جت مافوق صوت موتور شناخته شده به عنوان یک scramjet بیش ، نزدیک به 10 برابر سرعت صوت
اما اگر این سیستم های مرحله ای بتوانند در یک موتور جمع شوند ، بهره های عظیم بهره وری هزینه رسیدن به فضا را به طرز چشمگیری کاهش می دهد.
ایده این است که در اوایل پرتاب از موتورهای تنفس هوا استفاده شود تا از مزایای بهره وری موتورهایی که نیازی به حمل اکسید کننده خود ندارند استفاده شود." "هنگامی که در جو به اندازه کافی بالا می روید ، هوا برای سیستم تنفس هوا کم می شود و می توانید از موشک برای تقویت نهایی به مدار استفاده کنید.
رهام حسامی دانشجوی ترم چهارم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست