بهینه سازی هندسه ی فیرینگ ماهواره بر به منظور کاهش نیروی پسا به کمک الگوریتم ژنتیک و مقایسه ی آن با روش سطح پاسخ (RSM)

فیرینگ ماهواره‌بر بخش مهمی از ساختار کلی یک ماهواره‌بر است. طراحی صحیح و دقیق فیرینگ بر اساس ملاحظات آیرودینامیکی و جهت به حداقل رساندن نیروی پسا و همچنین با در نظر گرفتن قیود گرمایشی، سازه‌ای و همچنین حجم مورد نیاز انجام می‌گیرد. در این پژوهش، به بهینه‌سازی فیرینگ یک ماهواره‌بر با مشخصات معلوم هندسی و دینامیک پروازی، پرداخته شده است. به این منظور فرم متداول فیرینگ ماهواره‌بر انتخاب شده و به کمک روش‌های الگوریتم ژنتیک و سطح پاسخ، بهینه‌سازی انجام گرفته است. از آن‌جا که مقدار ضریب پسا متناسب با فشار دینامیکی می‌باشد، تابع هدف مورد استفاده بر مبنای مینیمم‌سازی نیروی پسا در شرایط پروازی متناظر با فشار دینامیکی ماکزیمم انتخاب شده است. به این منظور مقادیر تابع هدف به کمک کد مهندسی (Missile Datcom) MD و با توجه به عدد رینولدز، عدد ماخ و هندسه‌ی ماهواره‌بر محاسبه می‌شوند. نتایج حاصل از کد مذکور به طور مستقیم وارد الگوریتم ژنتیک شده و به کمک اپراتورهای متداول این الگوریتم مانند ترکیب و جهت بهینه‌سازی مربوطه انجام می‌گیرد. همچنین آنالیز حساسیت این الگوریتم نسبت به پارامترها جهت و اندازه‌ی جمعیت بررسی شده و مقادیر بهینه‌ی آن‌ها به دست آمده است. در روش سطح پاسخ با انتخاب چند حالت خاص از فضای متغیرهای طراحی و محاسبه‌ی تابع هدف به ازای آن‌ها، سطحی متناسب از این نقاط با توجه به مینیمم کردن حداقل مربعات گذرانده شده و سپس به کمک این سطح، مقدار مینیمم آن و پارامترهای طراحی متناظر تعیین گردیده است. در پایان پس از رسیدن به بهینه‌ترین هندسه‌‌ی فیرینگ، نتایج حاصل از دو روش بررسی و تحلیل شده و مقایسه آن‌ها انجام گرفته است.

کلیدواژه ها:

فیرینگ ماهواره‌بر ، بهینه‌سازی ، ضریب پسا ، الگوریتم ژنتیک ، سطح پاسخ