Formation flight design using natural dynamics for halo orbiting and earth orbiting spacecraft
Doğal dinamik kullanılarak hale yörüngede ve dünya etrafında seyır eden uzay araçları için kol uçuşu tasarımı
- Tez No: 647746
- Danışmanlar: PROF. DR. OZAN TEKİNALP
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Astronomi ve Uzay Bilimleri, Havacılık Mühendisliği, Astronomy and Space Sciences, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 392
Özet
Bu tez çalışmasında uzay araçları kol uçuşu tasarımı ve analizleri üzerine yapılan çalışmalar sunulmaktadır. Tez iki ana bölümden oluşmaktadır. İlk ana kısım Güneş-Dünya eşdoğrusal sallantı noktaları civarında kol uçuşu tasarımı üzerinedir; ikinci ana kısım Dünya Alçak Yörünge uydularının kol uçuşunu incelemektedir. İlk ana kısımda, güneş ışınım basıncı ile diğer gezegenlerin çekim kuvveti kaynaklı bozuntuları farklı Julian tarihler göz önüne alınarak L1 ve L2 Güneş-Dünya eşdoğrusal sallantı noktaları civarındaki kol uçuşu incelenmektedir. Formasyon uçuşundaki göreli hareketin periyodikliği bir tasarım kriteri olarak alınmaktadır ve her bir vekil uydunun uygun başlangıç koşulları istenen kol uçuşu konfigürasyonu için hesaplanmaktadır. Kol uçuşunun korunması için herhangi bir düzeltme manevrasına ihtiyaç duyulmadan hedeflenen uçuşun sürdürülmesi istenmektedir. İkinci kısımda alçak Dünya Alçak Yörünge uyduları için mevcut yöntemler ile bu tezde sunulan yöntem kıyaslanmıştır. Sonuçlar kol uçuşu korunması ve yakıt tüketimi açısından bu tezde sunulan yöntemin uygun sonuçlar verdiğini ve yörünge tasarımında esneklik sağladığını göstermektedir. Sonuç olarak, bu tezde sunulan yöntemin kullanımı ile tasarlanan uçuş yolu ve yörüngeler hem L1 ve L2 sallantı noktaları civarı uzay görevleri hem de Dünya Alçak Yörünge görevleri için uzun süreli kol uçuşu sağlamaktadır. L1 ve L2 durumları için, bu çalışmanın ana katkısı tüm bozuntu kaynaklarının zaman değişkenli ayrık modelde kullanımı ve böylece periyodik yörüngeyi garantileyen ilk koşulların bulunmasıdır. Dünya Alçak Yörünge durumunda, periyodik göreli hareket elde etmek için zaman değişkenli ayrık modelin kullanımı özelliği bu yöntemi diğer mevcut yöntemlerden ayıran bir özelliktir
Özet (Çeviri)
This thesis presents the studies performed for spacecraft formation flight design and analyses. Two main design problems are addressed in this thesis: First the formation flight design of satellites flying near Sun-Earth collinear libration points; the second the formation flight design of satellites flying at Low Earth Orbit. Thus, formation flight design near Sun-Earth L1 and L2 libration points is investigated first, where solar radiation pressure as well as the gravitational disturbances of the planets are taken into account, for different Julian dates. The periodicity of the relative motion in formation flight is taken as a design criterion and convenient initial conditions are computed for each deputy satellite for desired formation configuration. It is desired that the required formation is maintained without the need of any correction maneuvers for formation keeping. In the second part, the method presented in this thesis for formation flight design is applied to Low Earth Orbit satellites. The results are also compared to the results obtained using current methods available in the literature. Results show that proposed method gives more consistent results and provides flexibility on the orbit design for formation in terms of formation keeping and fuel consumption needs as compared with the currently available methods. Finally, it can be stated that the trajectory and orbit computations done using the method presented in this thesis provide long term formation flight for space missions at L1, L2 libration points and for Low Earth Orbit missions. The main contribution of this method is the inclusion of all disturbancing forces acting on the satellite as a time variant discrete model. The initial conditions are found iteratively that ensures the periodic trajectory. Here, the usage of time variant discrete model to obtain periodic relative motion is a feature that distinguishes the current study from the existing methods in the literature.
Benzer Tezler
- Uçaklarda buzlanmanın nümerik olarak incelenmesi ve uçuş profili boyunca hava tahmin modeli uygulaması
Numerical investigation of aircraft icing and practice of weather forecast model along flight profile
ÖMER AKBAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET DURAN ŞAHİN
- Dört rotorlu bir insansız hava aracının modellenmesi, gauss gürültüsü ve parametre belirsizliği altında lyapunov tabanlı ve geri adımlamalı kontrolcü tasarımı
Modeling of a quadrotor unmanned aerial vehicle, lyapunov based and backstepping controller design under gaussian noise and parameter uncertainty
MEHMET KARAHAN
Doktora
Türkçe
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. COŞKU KASNAKOĞLU
- Çiğ inek sütünde lizozim ve gümüş anot uygulamasının Pseudomonas aeruginosa'nın biyofilm oluşturması üzerine etkilerinin gözlemlenmesi
Observation of the effects of lysosyme and silver anode application in raw cow milk on biofilm formation of Pseudomonas aeruginosa
SERGÜL ÇİBİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Gıda MühendisliğiAksaray ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYHAN DURAN
- Aerodynamic predictions for unmanned aerial vehicle formation flight using vortex lattice method and machine learning
İnsansız hava aracı formasyon uçuşunun girdap kafes yöntemi ve makine öğrenmesi ile aerodinamik kestirimleri
UMUTCAN TATAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HARİKA SENEM KAHVECİ
- Özdeş olmayan bileşenlerden oluşan multikopter yapıları ve çoklu yapı uygulamaları: sürü modelleri tasarımı
Multicopter structures with non-identical components and multiple architecture applications: swarm models
AHMET ÇAĞDAŞ SEÇKİN
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEYHUN KARPUZ