مجله دفاع هوافضایی

چکیده در این مقاله به بررسی طراحی ایزولاتور‌های فعال با استفاده از الگوریتم بهینه (LQR) پرداخته شده است. برای این منظور مدل دینامیکی موشک ماهواره‌بر به صورت 6 درجه آزادی در نظر گرفته شده است. به دلیل این که سازه ماهواره‌بر دارای پوسته با ریب و استرینگرهای تقویت‌شده می‌باشد، از روش‌های محاسبه‌ سفتی برای پوسته‌های تقویت‌شده استفاده شد. همچنین برای محاسبه فرکانس نهایی سیستم از معادلات حرکت به دست آمده از مدل دینامیکی گسسته موشک ماهواره‌بر استفاده گردید. برای میراسازی ارتعاشات ایجادی با دامنه ارتعاشی کمتر از 100 هرتز در پژوهش‌های انجام شده روشی ارائه نشده است، در این تحقیق برای اولین بار سیستم ترکیبی ایزولاتور‌های غیرفعال و فعال برای میرا کردن ارتعاشات وارد شده به بلوک تأمین انرژی استفاده گردید. نتایج تحقیق حاضر نشان می‌دهد که ترکیب این دو سیستم باعث بهبود عملکردی هر یک از سیستم‌های غیرفعال و فعال می‌شود. در این ترکیب با توجه به نتایج حاصل شده این سیستم، ارتعاشات با دامنه ارتعاشی کمتر از 50 هرتز تا 88 درصد میرا می‌شود و ارتعاشات وارده بر بلوک تأمین انرژی با دامنه ارتعاشی بین 50 تا 500 هرتز تا 96 درصد میرا شده است.

چکیده با توجه به اهمیت حوزه دفاعی وجود حملات تروریستی نیاز به تقویت سازه‌های حساس و حیاتی کشور به ‌شدت ضروری است. در این مطالعه دو پارامتر مهم در مقاوم‌سازی سازه‌ها در برابر بار انفجار مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله اول جنس مصالح مقاوم بتنی در برابر بار انفجار و در مرحله دوم شکل هندسی سازه‌ای مقاوم در برابر بار انفجار بررسی شده است. برای تعیین مصالح بتنی مقاوم در برابر انفجار از مشخصات مکانیکی و نمودار تنش کرنش مخلوط‌های بتنی ساخته شده در آزمایشگاه برای مدل‌سازی در نرم‌افزار المان محدود آباکوس استفاده شد. با انجام مدل‌سازی عددی، بتن با طرح‌های مختلف تحت بار انفجار قرار گرفت و مشخص شد که بتن تقویت شده با الیاف ترکیبی فولادهای ماکرو-میکرو بهترین مقاومت را در برابر بار انفجار از خود نشان می‌دهد. با تقویت بتن با این ترکیب از الیاف می‌توان تا حدود 70 درصد میزان خرابی را در دال بتنی کاهش داد. جهت تعیین شکل سازه‌ای مقاوم در برابر انفجار، دو شکل سازه‌ای مکعبی و نیم‌کره تحت بار انفجار قرار گرفتند. نتایج نشان داد که شکل سازه‌ای نیم‌کره مقاومت بیشتری در برابر بار انفجار از خود نشان داده و با تغییر شکل سازه‌ از مکعب به نیم‌کره، میزان آسیب سازه تحت بار انفجار به میزان 49 درصد کاهش می‌یابد. همچنین دو سازه نیم‌کره ساخته شده با بتن شاهد و الیاف ترکیبی فولاد ماکرو-فولاد میکرو، تحت بار انفجار شدید قرار گرفتند و مشخص شد که استفاده از الیاف در این شکل از سازه‌ها به میزان 26 درصد آسیب‌پذیری را کاهش می‌دهد.

چکیده یکی از فناوری‌های نوین در حوزه پیشرانش پلاسمایی که اخیراً مورد توجه قرار گرفته، پیشرانش‌های پلاسمای کرونا هستند. این سامانه‌ها با استفاده از تخلیه الکتریکی بین الکترودهای ساطع و جاذب و بهره‌گیری از منبع تغذیه ولتاژ بالا، جریان یونی و نیروی پیشران تولید می‌کنند. در اغلب پژوهش‌های پیشین، از پیکربندی خطی برای تحلیل عملکرد این سامانه‌ها استفاده شده است. پژوهش حاضر با هدف بهبود عملکرد سامانه پیشرانش پلاسمای کرونا، از طریق بازطراحی هندسی الکترودها انجام شده است. در این تحقیق، با هدف بهبود عملکرد سامانه‌های پیشرانش پلاسمای کرونا برای کاربردهای هوافضایی، پیکربندی‌های هندسی جدیدی برای الکترودهای ساطع نظیر ساختارهای مثلثی و شش‌ضلعی پیشنهاد و بررسی شده‌اند. در این تحقیق، تحلیل سیستماتیک پارامترهای طراحی پیشرانش پلاسمایی و تأثیر هندسه الکترودها بر عملکرد سیستم، با استفاده از داده‌های تجربی و مدل‌سازی نرم‌افزاری انجام شده است. آزمایش‌های تجربی در ولتاژهای بالا تا ولتاژ ۳۳ کیلوولت و با دقت اندازه‌گیری تراست 0/2± میلی‌نیوتن بر متر با استفاده از الکترودهای مسی و آلومینیومی صورت گرفته است. نتایج آزمایش‌های تجربی در ساختارخطی و مدل‌سازی در پیکربندی‌های هندسی نشان می‌دهد که آرایش‌های غیرخطی، به‌ویژه شش‌ضلعی، به دلیل تقارن شعاعی و توزیع یکنواخت‌تر میدان الکتریکی، عملکرد بهتری دارند. آرایش شش‌ضلعی الکترودهای ساطع نسبت به پیکربندی خطی مرسوم، تراست را تا 49 درصد و راندمان را تا 11 درصد افزایش داده‌اند.

چکیده شبکه‌های مشبک کامپوزیتی تقویت‌شده با نانوالیاف سیلیس و کربن که با مواد اسفنجی پر شده‌اند، می‌توانند به عنوان نانو ساختارهای سبک‌وزن جاذب رادار به کار روند. در این مقاله، روش محاسباتی مبتنی بر روش ممان دوره‌ای (PMM) برای محاسبه ضرایب بازتاب این شبکه‌های مشبک کامپوزیتی توسعه داده شده و دو مکانیزم مختلف برای کاهش بازتاب در این شبکه‌ها شناسایی شده‌اند. نتایج حاصل از این مکانیزم شیبه سازی شده، بیانگر این است که در فرکانس‌های پایین، ضرایب بازتاب با افزایش کسر حجمی دیواره سلولی شبکه افزایش می‌یابد. در فرکانس‌های بالا، چندین لوب پراش از صفحه دوگانه دوره‌ای دور می‌شوند و ضرایب بازتاب به هر دو کسر حجمی دیواره سلولی و فاصله بین عناصر بستگی دارد.

چکیده در این مقاله، الگوریتم هدایت پیش‌بین فاز میانی یک موشک بالستیکی سوخت جامد با استفاده از توابع لاگر گسسته ارایه شده است. بهره‌گیری از هدایت پیش‌بین سبب کاهش قابل توجه خطای اصابت موشک نسبت به روش‌های مرسوم می‌شود. اما ممکن است حجم محاسبات آن جهت پیاده‌سازی در کامپیوتر پرواز، چالشی اساسی به شمار آید. به همین منظور در این تحقیق، برای کاهش حجم محاسبات الگوریتم هدایت پیش‌بین و بهره‌گیری از دقت بالای اصابت، الگوریتم هدایت پیش‌بین جدیدی مبتنی بر توابع متعامد لاگر گسسته پایه‌گذاری و توسعه داده شده است. استفاده از این روش، سبب کاهش پارامترهای توصیف‌کننده قانون هدایت پیش‌بین شده و زمان اجرای محاسبات الگوریتم هدایت کاهش چشمگیری پیدا می‌کند. با انجام شبیه‌سازی سه درجه آزادی، تاثیر بهره‌گیری از این روش در هدایت فاز میانی یک موشک بالستیکی در مقایسه با هدایت پیش‌بین نشان داده شده است. علاوه بر این، مقایسه حجم محاسبات الگوریتم‌‌های هدایت پیش‌بین مختلف، مزیت استفاده از این روش در کاهش حجم محاسبات را نشان می‌دهد.

چکیده این تحقیق یک چارچوب نوآورانه برای طراحی هواپیما معرفی می‌کند که در آن از ادغام منطق فازی، الگوریتم‌های بهینه‌سازی فرا ابتکاری، و تحلیل‌های جبهه پارتوی سه ‌بعدی بهره گرفته شده است. در فاز ابتدایی، وزن خالی و وزن برخاست هواپیما با استفاده از روش‌های سنتی (راسکم) طراحی تعیین گردید. به‌منظور ارزیابی اعتبار این مقادیر، از منطق فازی به عنوان ابزار تصمیم‌گیری بهره گرفته شد. فرآیند بهینه‌سازی مسئله طراحی فوق از طریق به‌کارگیری چندین الگوریتم فرا ابتکاری، از جمله الگوریتم بهینه‌سازی شاهین‌های هریس، شکارچیان دریایی، نهنگ، و زنبورهای عسل مصنوعی انجام شده است. این الگوریتم‌ها به ‌صورت هم‌زمان متغیرهایی از جمله وزن خالی، وزن برخاست، و سوخت مصرفی را بهینه می کنند. نتایج حاصل از فرآیند بهینه‌سازی، با مدل‌های مرجع در هواپیماهای مشابه (روش راسکم) مقایسه گردید. افزون بر این، جبهه‌های پارتوی سه‌بعدی برای متغیرهای طراحی نظیر وزن خالی، وزن برخاست و وزن سوخت مصرفی تولید شدند تا شاخص‌های کلیدی عملکرد، از جمله بازدهی سوخت، ظرفیت بار، و بهره‌وری کلی طراحی مورد ارزیابی قرار گیرند. تحلیل‌های صورت‌گرفته در این مطالعه، منجر به توسعه مدلی بهینه برای یک تاکسی هوایی شده است که در آن بهبودهای قابل توجهی در پارامترهای عملکردی و بهره‌وری مشاهده گردید.

چکیده تخمین دقیق وضعیت و سمت پهپاد‌ها، به‌عنوان یکی از چالش‌های اصلی در سیستم‌های ناوبری خودکار، نقش حیاتی در کنترل و هدایت این وسایل ایفا می‌کند. در این مقاله، برای تخمین وضعیت پهپاد‌ها از فیلتر ذره‌ای مبتنی بر کواترنیون، یک روش نمونه‌برداری خاص و فیلتر کالمن بی‌اثر استفاده شده است. این روش‌ها با تلفیق داده‌های سنسورهای اینرسی و به‌کارگیری فیلترینگ، دقت تخمین زوایای غلت، فراز و سمت را به طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهند. نوآوری این مقاله در مقایسه جامع عملکرد فیلتر ذره‌ای و فیلتر کالمن بی‌اثر در دو سناریوی مختلف، شامل داده‌های شبیه‌سازی‌شده و داده‌های واقعی است که از یک سیستم مرجع وضعیت و سمت خاص جمع‌آوری شده‌اند. نتایج نشان می‌دهند که فیلتر ذره‌ای در تخمین زوایای غلت و سمت بهبودی بیش از ۹۹٫۹۹٪ در داده‌های شبیه‌سازی‌شده و بیش از ۸۸٫۴۸٪ در داده‌های واقعی نشان داده است. همچنین، تحلیل معیارهای واریانس و انحراف استاندارد خطا تأیید می‌کند که فیلتر ذره‌ای در کاهش پراکندگی خطاها موفق‌تر عمل کرده است، به‌طوری‌که برای زاویه سمت، واریانس خطا در فیلتر ذره‌ای حدود ۱۰۰ برابر کمتر از فیلتر کالمن بی‌اثر بوده است. از سوی دیگر، فیلتر کالمن بی‌اثر در تخمین زاویه فراز عملکردی کمی بهتر از فیلتر ذره‌ای نشان داده است. این یافته‌ها حاکی از آن است که ترکیب این دو فیلتر می‌تواند به‌عنوان یک راه‌حل کارآمد در سیستم‌های ناوبری دقیق پهپادها مورد استفاده قرار گیرد. روش بازنمونه‌گیری به کار گرفته شده در فیلتر ذره‌ای نیز دقت تخمین زوایای غلت و سمت را به طور چشمگیری افزایش داده است.