طراحی بهینه سازه یک ماهواره کوچک از کلاس میکرو

یکی از مسائل مهم در سازه های هوافضایی رسیدن به کمترین وزن ممکن بدون پنالتی در استحکام و مقاومت سازه می باشد؛ اهمیت این موضوع در سازه های فضایی به دلیل هزینه های بسیار زیاد پرتاب که به صورت عمده با وزن سازه در ارتباط است، دوچندان می گردد. در مطالعه حاضر روند طراحی سازه یک ماهواره کوچک، با هدف دستیابی به کمترین وزن ممکن و با حفظ ملزومات حاکم، مورد بررسی قرار گرفته است. فرآیند طی شده برای رسیدن به هدف فوق در دو مرحله صورت گرفته است، نخست نحوه چیدمان تقویت کننده های صفحات جانبی ماهواره مورد مطالعه قرار گرفته و از بین شش حالت بررسی شده، حالت بهینه انتخاب گردیده است. شش حالت انتخابی، از بین طرح های موجود در کلاس میکرو و در ماهواره های ساخته شده در دهه گذشته، انتخاب شده اند. مطالعه انجام شده نشان می دهد که پیکره بندی تقویت کننده های صفحات جانبی از نوع صلیبی بهترین انتخاب می باشد، چرا که با کمترین وزن بیشترین سفتی را برای سازه خواهد داشت. پس از انتخاب پیکره بهینه، فرآیند مدلسازی سازه ماهواره با پیکره انتخابی در MD/NASTRAN انجام شده و با استفاده از قابلیت بهینه سازی و الگوریتم حساسیت در این نرم افزار پارامترهای هندسی سازه نظیر ضخامت صفحات به گونه به دست آمده اند که سازه، شرایط حاکمه از سوی پرتابگر ASAP5 برای قیود تنش های ماکزیمم و فرکانس های طبیعی را ارضا نماید. نتایج نشان می دهد که دو پروسه طی شده، تاثیر بسزایی در کاهش وزن سازه داشته و در عین حال سازه نهایی بهینه نیز تمام قیود اعمالی از پرتابگر را ارضا نموده و از استحکام و سفتی کافی برخوردار است.