The Selection of the Design Parameters of the Aerodynamically Stabilized Nanosatellite of the CubeSat Standard

Белоконов, И. В.; Timbai, I. A.

doi:10.1016/j.proeng.2015.04.100

Cited by 10 publications

(5 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The structure optimization model of microsatellite frame is established (Belokonov and Timbai, 2015;Hu et al, 2016;Lu et al, 2020):…”

Section: Optimize Parameters Settingmentioning

confidence: 99%

“…The structure optimization model of microsatellite frame is established (Belokonov and Timbai, 2015; Hu et al , 2016; Lu et al , 2020): The objective function is the minimum of total structure mass m , which is obtained by multiplying the volume and density. The design variables are: for the thickness t of the plate, the initial value is 0.01 m from the assembly test and the parameter adjustment range is [0.005, 0.05] m; for the two sides of the rectangular plate a, b, the initial value are both 1 m from test and the adjustment ranges are both [0.3, 2] m; the longitudinal beam section is set as a 0.01 m (initial value) square, the side length A of the square section is in [0.003, 0.03]; for the longitudinal beam height h between two layers, the initial value is 0.15 and its range is [0.1, 0.2]. The constraints are as follows: the fundamental natural frequency σ is in the range of 50–65 Hz; the displacement constraint is not more than 2 mm; the wall thickness of the beam section is not less than 1.5 mm according to the process requirements. Because the satellite is assembled by hand on orbit, the structure is less stressed, so the stress is not considered too much. …”

Section: Microsatellite Model Optimizationmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Optimal design of space assembly microsatellite structure based on sequential quadratic programming

Feng

Chen

et al. 2022

AEAT

View full text Add to dashboard Cite

Purpose On-orbit assembly technology is a promising research topic in spaceflight field. For purposes of studying the dynamic performance and reducing weight of an on-orbit assembly satellite structure frame, this paper aims to propose a structural optimization design method based on natural frequency. Design/methodology/approach The dynamic stability of the satellite under working condition depends on the mechanical properties of the structure matrix. A global structural optimization model is established, with the objective of mass minimization and the constraints of given natural frequencies and given structure requirements. The structural optimization and improvement design method is proposed using sequential quadratic programming calculation. Findings The optimal result of objective function is effectively obtained, and the best combination of structural geometric parameters is configurated. By analyzing the relationship between the structural variables and optimization parameters, the primary and secondary factors to the mass optimization process of the microsatellite satisfying the dynamic performance requirements are obtained, which improves the effectiveness and accuracy of the system optimization design. Originality/value This method can coordinate the relation between satellite vibration stability and weight reduction, which provides an effective way for the optimization design of on-orbit assembly microsatellite. It has reference significance for the similar spacecraft framework structure design.

show abstract

“…The structure optimization model of microsatellite frame is established (Belokonov and Timbai, 2015;Hu et al, 2016;Lu et al, 2020):…”

Section: Optimize Parameters Settingmentioning

confidence: 99%

Section: Microsatellite Model Optimizationmentioning

confidence: 99%

Optimal design of space assembly microsatellite structure based on sequential quadratic programming

Feng

Chen

et al. 2022

AEAT

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…CubeSat 3U с различными значениями поперечного момента инерции в зависимости от запаса статической устойчивости x  и конструктивный параметр аэродинамически стабилизируе-мого наноспутника трансформируемой конструкции SamSat-QB50, разрабатываемого в Са-марском государственном аэрокосмическом университете в рамках международного проекта QB50 [4]. Расчеты проводились для стандартной плотности атмосферы в соответствии с ГОСТ 4401-81.…”

unclassified

“…Атмосфера стандартная. Параметры SamSat-QB50 -наноспутник массой 2 кг, имеющий исходную форму CubeSat 2U размером 0,1×0,1×0,2 м и первоначальное рас-стояние между центром давления и центром масс 0, 02 x   м. После отделения от носителя наноспутник трансформируется в форму CubeSat 3U, за счет чего значительно увеличивается расстояние между центром давления и центром масс (до 0, 055 x   м), а следовательно уве-личивается аэродинамический момент [4]. SamSat-QB50 (U2-U3)…”

unclassified

Choice of the design parameters of aerodynamically stabilized nanosatellite

Белоконов¹,

Timbai²

2016

Izv. vysš. učebn. zaved., Priborostr.

View full text Add to dashboard Cite

Задача обеспечения аэродинамической стабилизации наноспутника рассматри-вается в вероятностной постановке применительно к угловому движению наноспутника после отделения от носителя (в отличие от известных работ, в ко-торых эта задача решается в детерминированной постановке). Получены фор-мулы для выбора проектных параметров (запаса статической устойчивости, длины, продольного момента инерции) аэродинамически стабилизированного наноспутника, обеспечивающих при движении на низких орбитах отклонение продольной оси наноспутника от вектора скорости центра масс меньше допус-тимого с заданной вероятностью на требуемой высоте при заданных погрешно-стях угловой скорости от системы отделения. На основании расчетов построены номограммы, обеспечивающие простой и наглядный выбор основных проект-ных параметров наноспутника стандарта CubeSat. Ключевые слова: наноспутник, аэродинамический момент, угол атаки, функ-ция распределения, проектные параметрыВведение. Для обеспечения требуемой ориентации спутников часто используются пас-сивные системы стабилизации, которые не используют энергию бортовых источников пита-ния. Поскольку большинство наноспутников запускается на низкие околоземные орбиты, це-лесообразно для стабилизации углового положения использовать аэродинамические силы.В известных работах задача обеспечения аэродинамической стабилизации наноспутни-ка решается в детерминированной постановке, так, например, в работе [1] эта задача решает-ся для наноспутника класса CubeSat путем развертывания солнечных панелей под определен-ным углом к его продольной оси. В настоящей работе подобная задача рассматривается в ве-роятностной постановке. При отделении наноспутника от носителя со случайной начальной угловой скоростью величина максимального угла атаки также носит случайный характер.В работе [2] получены аналитические функции распределения максимального угла ата-ки наноспутника для рэлеевского и равномерного распределений величины начальной попе-речной угловой скорости в случае плоского углового движения наноспутника по круговой орбите под действием гравитационного и аэродинамического моментов. Показано, что при отделении наноспутника по вектору скорости центра масс (начальное значение угла атаки мало) и при незначительной закрутке относительно продольной оси можно с приемлемой точностью использовать аналитические функции распределения максимального угла атаки,

show abstract

“…В работе [5] на основе указанных аналитических функций распределения максимально-го угла атаки получены формулы для выбора проектных параметров аэродинамически стаби-лизированного наноспутника стандарта CubeSat (запаса статической устойчивости, длины, продольного момента инерции). Эти параметры обеспечивают при движении на низких орби-тах отклонение продольной оси НС от вектора скорости центра масс меньше допустимого с заданной вероятностью на заданной высоте отделения при известных погрешностях началь-ной угловой скорости.…”

unclassified

Special features of low-altitude aerodynamically stabilized nanosatellite movement

Белоконов¹,

Timbai²,

Orazbaeva³

2016

Izv. vysš. učebn. zaved., Priborostr.

View full text Add to dashboard Cite

The Selection of the Design Parameters of the Aerodynamically Stabilized Nanosatellite of the CubeSat Standard

Cited by 10 publications

References 0 publications

Optimal design of space assembly microsatellite structure based on sequential quadratic programming

Optimal design of space assembly microsatellite structure based on sequential quadratic programming

Choice of the design parameters of aerodynamically stabilized nanosatellite

Special features of low-altitude aerodynamically stabilized nanosatellite movement

Contact Info

Product

Resources

About