A novel system design for lunar orbital transfer vehicle with hybrid propulsion technology
Hibrit itki teknolojisine sahip ay yörünge transfer aracı için yeni bir sistem tasarımı
- Tez No: 816839
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUSTAFA ARİF KARABEYOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Günümüzde Ay görevlerine olan ihtiyaç ciddi şekilde artmaktadır. Bunun başlıca nedenleri arasında Ay'ın ulaşılabilir mesafedeki önemli bir kaynak olması. Ay, bulundurduğu önemli elementlerle ve en çarpıcısı bulundurduğu su kaynaklarıyla ilgi çekmektedir. Aynı zamanda gezegenler arası transfer için de çok önemli bir fırlatma sahası görevi görebilmektedir. Ay'ın sahip olduğu düşük yer çekimi ve sahip olmadığı atmosfer, Ay yüzeyinden gerçekleştirilecek fırlatmaları çok daha efektif hale getirmektedir. Tüm bu gelişmelerin gerçekleşebilmesi için Ay yörüngesinde ve yüzeyinde birçok aracın yer alması ve araştırmaların derinleştirilmesi gerekmektedir. Ay araştırmalarının sürdürülebilirliğinin önündeki en önemli engel erişilebilirlik ve maliyettir. Günümüzde kullanılan roketlerin Ay yörüngesine bırakabilecekleri faydalı yük kapasiteleri çok limitlidir. Ay transfer yörüngesine yüksek kapasite ile erişmek için roketler ek kademelere ihtiyaç duymaktadır. Bu nedenle alçak dünya yörüngesinde uygulamaları başlayan yörünge transfer araçları kullanılabilir. Bu araçlar erişilebilirlik sorununu bir nebze çözse de kullandıkları itki sistemleri nedeniyle maliyet sorununa çözüm üretememektedirler. İtki sistemleri kullandıkları yakıt ve hassasiyetleri gereği yüksek maliyetli sistemlerdir. Bu tezin temel amacı önümüzdeki ay keşif görevlerinin önünü açacak bir sistemin incelenmesidir. Bu tezde, öncelikle tarihteki Ay görevleri ve güncel yörünge transfer araçları ile ilgili kapsamlı bir literatür taraması sunulmuştur. Tez kapsamında, özellikle Ay transfer görev planlamalarında kullanılmak üzere geliştirilmiş bir yörünge ilerletici sunulmaktadır. Yörünge ilerletici içerisinde görev optimizasyonunu yapan bir genetik algoritma da kullanılmıştır. Ardından hibrit itki sistemi boyutlandırma ve yörünge transfer aracı performans analiz araçları sunulmuştur. Son olarak tez içerisinde geliştirilen araçlar kullanılarak bir konsept yörünge transfer aracı ortaya konmuştur.
Özet (Çeviri)
The need for lunar missions has significantly increased in recent times, primarily due to the Moon being an accessible resource within reach. The Moon attracts attention with its significant elements, and most notably, its water resources. Additionally, it can serve as a crucial launch site for interplanetary transfers. The Moon's low gravity and lack of atmosphere make launches from its surface much more efficient. To realize these advancements, it is necessary to have a presence of numerous vehicles in lunar orbit and on the surface to deepen research. The main obstacles to the sustainability of lunar exploration are accessibility and cost. The payload capacities of current launchers for delivering payloads to the lunar orbit are quite limited. Achieving high-capacity access to the lunar transfer orbit requires additional stages. Therefore, orbital transfer vehicles, which have been implemented in Low Earth Orbit applications so far, can be utilized. Although these vehicles address the accessibility issue to some extent, they fail to provide a solution to the cost problem due to their propulsion systems. Propulsion systems used in these vehicles are expensive due to the fuel they consume and their development cost and handling issues. The main objective of this thesis is to examine a system that will pave the way for future lunar exploration missions. This thesis presents a comprehensive literature review on historical lunar missions and current orbit transfer vehicles. Within the scope of the thesis, an orbit propagator specifically developed for lunar transfer mission planning is introduced. The orbit propagator incorporates a genetic algorithm for mission optimization. Subsequently, tools for hybrid propulsion system sizing and orbit transfer vehicle performance analysis are presented. Finally, a conceptual orbital transfer vehicle is proposed using the developed tools within the thesis.
Benzer Tezler
- Havacılık endüstrisi için robot konseptli yeniden yapılandırılabilir montaj sistemi tasarım metodolojisi geliştirilmesi
Development of robot based reconfigurable assembly system design methodology for aerospace industry
OSMAN EMRE ÇELEK
Doktora
Türkçe
2020
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA YURDAKUL
- Hibrit enerji depolama birimine sahip elektrikli araçlar için güç sistemi tasarımı ve çift uyarlanabilir enerji yönetim sisteminin gerçekleştirilmesi
Power system design for electric vehicles with hybrid energy storage unit and implementation of double adaptive energy management system
MUHAMMED REŞİT ÇORAPSIZ
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN KAHVECİ
- Elektrikli araçlar için batarya yönetim sistemi tasarımı
Battery management system design for electric vehicles
HAMİT SERHAT GÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ UMUT ENGİN AYTEN
- RoF tabanlı çok bandlı bilişsel radyo için yeniden yapılandırılabilir sierpinski fraktal anten sistemi tasarımı
Sierpinski fractal reconfigurable antenna system design for RoF based multiband cognitive radio
AYHAN YAZGAN
Doktora
Türkçe
2015
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL HAKKI ÇAVDAR
- Lineer olmayan sistemler için dayanıklı kontrol sistem tasarımı
Robust control system design for non-linear systems
YAKOUB NETTARI
Doktora
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERKAN KURT
DR. MOUSSA LABBADI