هدف اصلی از این تحقیق، تعیین پیکره‌بندی اولیه یک کپسول فضایی سرنشین‌دار است بهگونه‌ای که قادر باشد پس از انجام مأموریت زیرمداری، سرنشین خود را سالم به زمین بازگرداند. در طی مسیر پرواز زیرمداری، حفظ پایداری کپسول فضایی در وضعیت مشخص بسیار اهمیت دارد زیرا اعمال چرخش‌های زیاد و تکان‌های شدید سلامت سرنشین و موفقیت مأموریت را به خطر می‌اندازد. بدین منظور، در این تحقیق با بهره‌گیری از هندسه فضاپیماهای سرنشین‌دار متدوال جهان که عموماً مخروط- سرپخ است، پنج نمونه هندسه پیشنهاد شده است. سپس با استفاده از شبیه‌‌سازی عددی، ضریب گشتاور پیچشی و مشخصات پایداری آنها در شرایط بحرانی باز ورود به جو غلیظ، استخراج و با یکدیگر مقایسه شده است. شرایط بحرانی مورد بررسی کپسول فضایی، سرعت با ماخ 15/3 در ارتفاع 25 کیلومتری از سطح زمین و در زوایای حمله مختلف میباشد. در این مقاله، ضریب گشتاور پیچشی Cm و شیب ضریب گشتاور نسبت به زاویه حمله Cmα به عنوان عامل تعیین‌کننده پایداری استاتیکی مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. در نهایت، بهینه‌ترین هندسه کپسول فضایی از لحاظ الزامات سامانه و ملاحظات آیرودینامیکی و برمبنای حداکثر پایداری استاتیکی و همچنین بازدهی حجمی مناسب طراحی و انتخاب شده است.
Sommer, S.C., Short, B.J., and Compton, D.L. “Free-Flight Measurements of Static and Dynamic Stability of Models of the Project Mercury Re-entry Capsule at Mach Numbers 3 and 9.5”, NASA TM X-373, 1960.
Smith, R.P. “Static Longitudinal Stability Characteristics of Various Mercury Escape Configurations And of a Proposed Alternate Escape Configuration for Mach Numbers of 0.05 to 9.60”, NASA-Techdoc-19670022202, 1961.
Reese, D.E., and Wehrend, W.R. “An Investigation of the Static and Dynamic Aerodynamic Characteristics of a Series of Blunt-Nosed Cylinder-Flare Models at Mach Numbers from 0.65 to 2.20, National Aeronautics and Space Administration”, NASA TM X-110, 1960.
McDearmon, R., and Lawson, W. “Investigation of the Normal Force, Axial Force, and Pitching Moment Characteristics of Blunt Low Fineness Ratio Bodies of Revolution at a Mach number of 3.55”, National Aeronautics and Space Administration, Technical memorandum X-467, 1961.
Compton, D.L. “Free-Flight Measurements of Drag and Static Stability for a Blunt-Nosed 10 Deg Half-Angle Cone At Mach Number 15”, technical memorandum X-507, 1961.
Willidm, C., Moseley, Jr., Robert Moore, JK, undJuck E.H. “Stability Characteristics of the Apollo Command Module”, NASA TN-D-3890, 1967.
William, C., Moseley, J., Ralph, E.G. and Jack, E.H. “Aerodynamic Stability Characteristics of the Apollo Command Module”, NASA TN-D-4688, 1968.
Murphy, K. J., Bibb, K. L., Brauckmann, G. J., Rhode, M. N., Owens, B., Chan, D. T., Walker, E. L., Bell, J. H., and Wilson, T. M. “Orion Crew Module Aerodynamic Testing”, 29th AIAA Applied Aerodynamics Conference, Hawaii, 2011.
Bibb, K., Walker, E., Brauckmann, G., and Robinson, P. “Development of the Orion Crew Module Static Aerodynamic Database”, Part II: Subsonic/Supersonic, 29th AIAA Applied Aerodynamics Conference, Hawaii, 2011.
Stroud, K.J. and Klaus, D.M., “Spacecraft Design Considerations for Piloted Reentry and Landing”, NASA Technical reports, ID No. 20080026216, 2008.
Mehta, R.C. “Computations of Flowfield over Reentry Modules at High Speed”, Chapter 16, Computational Simulations and Applications, InTech, 2011.
Kazemba, C.D., Braum, R. D., Clark, I.G. and Schoenenberger, M. “Survey Of Blunt Body Dynamic Stability In Supersonic Flow”, AIAA Atmospheric Flight Mechanics Conference, Minneapolis, 2012.
Ramezani, M., Abdolahi, S., Ebrahimi, M. “Estimation of the Aerodynamic Coefficients of Re-Entry Body in Continuum Flow”, The 13th Conference of Iranian Aerospace Society, Tehran, 2014. (in Persian)
Fremaux, C., Johnson, R. “Subsonic Dynamic Stability Tests of a Sample Return Entry Vehicle”, 4th International Planetary Probe Workshop, ID 20060045567, United States, 2006.
Nichols, J. and Nierengarten E. “Aerodynamic Characteristics Of Blunt Bodies”, JPL Technical report No. 32-677, Jet Propulsionon laboratory, California Institute of Technology, 1964.
Abdolahi, S., Ramezani, M. Ebrahimi, M., “Investigation of the Effect of the Forebody Shape on the Center of the Pressure During Re-entry”, 3rd National & 1st International Conference on Applied Research Electrical, Mechanical & Mechatronics Engineering, Tehran, 2016 (in Persian) .
Tahsini, A.M. “Conceptual Designe of Aerodynamic Heating of Spacecraft”, Technical Report No. ARI-93-10-NSLE1-AER-AHE-1-1, 2015. (in Persian)
Fazilati, J. “Conceptual Designe of Energy Absorbent, Anti Shock and Heat Shield of Spacecraft”, Technical Report No. ARI-93-10-NSLE1-SEP-LSA-1-1, 2015 (in Persian).
Ebrahimi, M. “Conceptual Designe of Recovery System of Spacecraft”, Technical Report No. ARI-93-10-NSLE1-REC-PAR-1-1, 2015 (in Persian).
عبدالهی, سهیلا, رمضانی, محمد, & ابراهیمی, محمد. (1397). طراحی پیکره‌بندی یک کپسول فضایی مخروط- سرپخ با تأکید بر ضریب گشتاور پیچشی و پایداری استاتیکی. مکانیک هوافضا, 14(4), 21-32.
MLA
سهیلا عبدالهی; محمد رمضانی; محمد ابراهیمی. "طراحی پیکره‌بندی یک کپسول فضایی مخروط- سرپخ با تأکید بر ضریب گشتاور پیچشی و پایداری استاتیکی", مکانیک هوافضا, 14, 4, 1397, 21-32.
HARVARD
عبدالهی, سهیلا, رمضانی, محمد, ابراهیمی, محمد. (1397). 'طراحی پیکره‌بندی یک کپسول فضایی مخروط- سرپخ با تأکید بر ضریب گشتاور پیچشی و پایداری استاتیکی', مکانیک هوافضا, 14(4), pp. 21-32.
VANCOUVER
عبدالهی, سهیلا, رمضانی, محمد, ابراهیمی, محمد. طراحی پیکره‌بندی یک کپسول فضایی مخروط- سرپخ با تأکید بر ضریب گشتاور پیچشی و پایداری استاتیکی. مکانیک هوافضا, 1397; 14(4): 21-32.
)
