НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o191.Pdf (1432.24Кб)

УДК 629.783

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

Несмотря на достигнутые значительные успехи в области проектирования космических трансформируемых конструкций, важной остается задача обеспечения плавного и надежного раскрытия. Данный тип конструкций может состоять из десятков, сотен и даже тысяч взаимосвязанных между собой элементов. Раскрытие трансформируемых космических конструкций на орбите с целью проверки их работоспособности в орбитальных условиях связано с большими материальными затратами. Полная экспериментальная отработка процесса раскрытия трансформируемых конструкций сопряжена с рядом принципиальных трудностей: невозможностью одновременно устранить влияние силы тяжести и сил сопротивления среды. Таким образом, расчет раскрытия крупногабаритных трансформируемых конструкций различных конфигураций является важным этапом их создания. Моделирование дает возможность проанализировать различные схемы раскрытия, выявить их преимущества и возможные недостатки. Для численного анализа раскрытия таких конструкций необходимо использовать современные пакеты моделирования динамики многокомпонентных механических систем, такие как EULER и Adams.
Моделирование раскрытия трансформируемых космических конструкций было приведено на примерах складных плоских антенных контуров диаметром 5 м и 20 м; складного пространственного калибровочного отражателя диаметром 3 м; складного антенного рефлектора ферменного типа апертурой 3×6 м.
Результатами проведенных расчетов являются следующие характеристики: время принятия рабочего положения конструкциями; формы промежуточных положений конструкций во время раскрытия; зависимость углов раскрытия и угловых скоростей звеньев конструкций от времени. Параметры, полученные в ходе исследований, могут быть использованы в качестве исходных данных при разработке конструкций элементов, обеспечивающих раскрытие. Так же они могут быть использованы для подготовки стендов для проведения экспериментальной отработки раскрытия конструкции в наземных условиях. Следует отметить, что теоретические модели являются единственным способом анализа раскрытия подобных конструкций при возможных нештатных ситуациях.

1. Зимин В.Н. Моделирование динамики раскрытия космических конструкций ферменного типа // Полет. 2008. № 10. С. 42 - 48.
2. Chodimella S.P., Moore J., Otto J., Fang H. Design evaluation of a large aperture deployable antenna // AIAA Papers. 2006. No. 1603. P. 1-20. DOI: 10.2514/6.2006-1603
3. Freeland R.E., Bilyeu G.D., Veal G.R. Development of flight hardware for a large, inflatable-deployable antenna – experiment // Acta Astronautica. 1996. Vol. 38, no. 4-8. P. 251-260. DOI: 10.1016/0094-5765(96)00030-6
4. Пономарев С.В.   Трансформируемые рефлекторы антенн космических аппаратов // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2011. № 4 (16). С. 110 - 119 .
5. Борзых С.В., Ильясова И.Р. Моделирование и экспериментальная отработка процесса раскрытия крупногабаритных многозвенных солнечных батарей космических аппаратов // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 8. Режим доступа: http://engjournal.ru/catalog/machin/rocket/447.html (дата обращения 01.09.2014).
6. Бойков В.Г. Программный комплекс автоматизированного динамического анализа многокомпонентных механических систем EULER // САПР и графика. 2000. № 9. С. 17-20.
7. Георгиев А.Ф., Девятов С.В., Романов А.В., Сергиевский С.А., Хитров И.В., Щесняк С.С. Проектирование и расчет крупногабаритных раскрывающихся конструкций с помощью программных комплексов MSC.Software // CADmaster. 2009. № 2-3 (47-48). С. 28-38.
8. Крылов А.В., Чурилин С.А. Моделирование развертывания многозвенных замкнутых космических конструкций // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 8. Режим доступа: http://engjournal.ru/catalog/machin/rocket/449.html (дата обращения 01.09.2014).
9. Кузнецова А.О. Исследование динамики движения ракрывающихся механических систем с упругими связями // Вестник СибГАУ им. М.Ф. Решетнева. 2005. № 3. С. 135-138.
10. Мешковский В.Е. Геометрическая модель раскрывающейся крупногабаритной космической конструкции ферменного типа // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2009. № 4 (35). C . 56-71.