Analisi strutturale di un satellite soggetto a carichi di decompressione dovuti alla fase di lancio = Structural analysis of spacecraft subjected to launch depressurization loads

La seguente tesi presenta un'analisi strutturale di un satellite soggetto ai carichi di pressione caratteristici della fase di lancio. Viene pertanto esposto un modello matematico 0D che permette di studiare l'andamento di pressione, dovuto alla decompressione, all'interno di un satellite in relazione al fairing, che rappresenta l'ambiente esterno. Considerata la durata della fase di lancio, la decompressione studiata è di tipo lento e particolare attenzione è stata data all'area di ventilazione tra satellite e fairing. Il flusso d'aria viene modellato tramite una trasformazione adiabatica e reversibile. La portata d'aria che scorre tra i due compartimenti dipende dal rapporto di pressione fra questi. Il flusso attraverso le ventilazioni, può essere sonico o subsonico, in funzione del rapporto di pressione tra i due ambienti che sia maggiore o minore di 1,89. Per questa trattazione si utilizzano dei condotti di ventilazione passivi per far defluire l'aria contenuta all'interno del satellite verso il fairing e quindi verso l'esterno. L'area del condotto di ventilazione deve essere tale da rendere il carico di pressione, dovuto alla decompressione, sopportabile dalla struttura del satellite. A tal scopo, sono state presentate diverse aree del foro di ventilazione per poter studiare il carico di pressione che ne deriva. Come da normativa, i carichi dovuti alla decompressione devono essere previsti nel progetto di una missione spaziale e, quindi, è necessario stabilire il corretto dimensionamento dei condotti di ventilazione per evitare eccessivi carichi di pressione, non sopportabili dalla struttura. Ricavati i carichi di pressione, dovuti alla decompressione, è stato possibile studiare gli effetti di questi sulla struttura del satellite, tramite un'analisi FEM e individuare le aree di ventilazione per cui il satellite non riesce a sopportare questi carichi. I risultati ottenuti si dimostrano essere in linea con le analisi svolte e riportate in letteratura, ragion per cui la metodologia usata si dimostra essere appropriata.