طراحی و ساخت مخزن ذخیره گاز بوتان برای پیشرانه ماهواره اندازه کوچک

امروزه استفاده از ماهواره­های کوچک برای مقاصد مخابراتی، تحقیقاتی و مخابراتی در حال گسترش است. یکی از مشکلات اساسی این ماهواره­ها طراحی و ساخت سیستم پیشران این ماهواره­ها می­باشد. در ماهواره­ها سیستم پیشران در دو مورد بکار می­رود. یکی در صرف انرژی و ایجاد نیرو برای ماهواره­بر برای ترک کره زمین و دومی برای ایجاد نیرو برای تثبیت، تصحیح و یا انتقال مداری محموله یا ماهواره­ای که در مدار قرار می­گیرد. موضوع این مقاله، طراحی و ساخت مخزن ذخیره گاز بوتان از جنس فولاد ضد زنگ تحت فشار انفجار ۱۰ بار برای سیستم پیشران ماهواره در سایز کوچک می­باشد. به این منظور ابتدا قطر و طول لازم برای مخزن برای تامین حجم  تعیین شده و ضخامت مخزن به روش نظری، مطابق استاندارد ASTM محاسبه شد. بعد از محاسبه ضخامت، جهت اطمینان از عملکرد مطلوب مخزن، شبیه­سازی المان محدود در نرم­فزار ABAQUS انجام شد. برای اینکار در ۱۲ حالت مختلف از نظر اعمال فشار استاتیکی و انفجاری، محیط اتمسفر و خلا، دمای کاری زیر صفر و بالای صفر انجام گرفت. در مرحله بعدی  در بدترین حالت، در چند ضخامت دیگر نیز شبیه­سازی انجام شد تا حداقل ضخامت مخزن حاصل شود. با توجه به تمام تحلیل­های انجام شده، ضخامت مناسب مخزن ۵/۱ میلیمتر تعیین شد. سپس برای اولین بار در کشور، سامانه مدیریت پیشرانه مناسب در شرایط جاذبه صفر جهت جداسازی فاز مایع از گاز طراحی شد. به این منظور از توری­های فلزی فشرده بعنوان ماده متخلخل و دو صفحه تلاطم­گیر استفاده شد. در نهایت طبق طراحی انجام شده، مخزن مورد نظر ساخته شده و تحت بازرسی­های مختلف در فشار بالاتر از فشار کاری قرار گرفت. نتایج نشان داد در فشار ۲۰ بار و در شرایط خلا، هیچگونه نشتی، تغییر شکل و اشکال در عملکرد مخزن ایجاد نشد.