بررسي تاثير تغيير ابعاد چرخ طيار يك سيستم جدايش غير انفجاري در عملكرد آن

An Investigation into Effects of Changing Dimensions of Flywheel of a Non-Explosive Separation System on its Performance

يكي از مهمترين راه­ هاي اثبات شده در كاهش مصرف سوخت ماهواره برها؛ استفاده از سيستم هاي جدايش چند مرحله ­اي است. اين سيستم­ هاي جدايش بر اساس مكانيزم عملكرد به دو دسته انفجاري و غير انفجاري تقسيم مي­ شوند. امروزه سيستم ­هاي جدايش غير انفجاري به دليل ويژگي­هايي از جمله سهولت نگهداري، كاهش خطرات مربوط به انفجار و كاهش شوك وارده به قسمت پيلود(Payload) مورد توجه قرار گرفته­ اند. يكي از انواع سيستم­ هاي جدايش غير انفجاري، سيستم جدايش غير انفجاري مبتني بر رهاساز سي بي او دي (Clamp Band Opening Device) است. در اين پژوهش تغييرات ابعاد (هندسه و ضخامت) چرخ طيار كه يكي از پارامترهاي موثر در عملكرد رهاساز سي بي او دي مي­باشد، مورد بررسي قرار گرفته است. به منظور شبيه­سازي از نرم افزار ادمز (ADAMS) استفاده شده و نتايج با استفاده از آزمايشات تجربي بر روي نمونه ساخته شده با استفاده از پرينتر سه بعدي صحت سنجي شده است. پارامترهاي زمان جدايش، شتاب خطي پيچ پادساعت گرد در راستاي محور جدايش و شتاب زاويه­ اي چرخ طيار حول محور جدايش به عنوان پارامترهاي خروجي انتخاب شده است. مشخص شد كه افزايش قطر و ضخامت چرخ طيار با مدت زمان جدايش رابطه مستقيم و با شتاب زاويه ­اي چرخ طيار حول محور جدايش و شتاب خطي پيچ پادساعت گرد در راستاي جدايش رابطه معكوس دارد. همچنين با افزايش گشتاور جرمي و جرم چرخ طيار، دامنه نوسانات شتاب كاهش مي يابد.

One of the most proven ways to reduce satellite launch vehicles fuel consumption is to use multistage separation systems. These separation systems based on mechanism of operation divided into two category, explosive and non-explosive. Nowadays, non-explosive separation systems have been considered due to their features such as ease of maintenance, reduction of explosion hazards and reduction of shock to payload. One type of non-explosive separation systems is separation systems based on CBOD (Clamp Band Opening Device) releaser. In this study, changing the dimensions (geometry and thickness) of the flywheel which is one of the effective parameters in the CBOD release performance, have been investigated. Adams software (ADAMS) was used for simulation and the Results have been validated using experimental test on sample made by 3D printer. The parameters of separation time, linear acceleration of Counter-clockwise screw along separation axis and angular acceleration of flywheel around separation axis has been selected as output parameters. It was found that the increase in diameter and thickness of the flywheel is directly related to the separation time and inversely related to the angular acceleration of the flywheel around the separation axis and the linear acceleration of the Counter-clockwise screw along separation axis. Also, with increasing moment of inertia and mass of the flywheel, the amplitude of acceleration fluctuations has decreased.