Математическое моделирование выпуска тросовой системы из вращающегося центрального тела
Автор: Зыков Александр Владимирович, Субботин Алексей Владимирович
Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia
Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Статья в выпуске: 3 (18), 2017 года.
Бесплатный доступ
В статье исследуется задача выпуска весомого троса, представляющего часть полотнища круглого солнечного паруса в уложенном состоянии, под действием центробежных сил инерции. Аналитическим путем находится угол наклона квазистационарной формы троса при выпуске с постоянной скоростью. Рассматриваются различные способы выпуска троса: при постоянной скорости, при равномерно убывающей скорости и при скорости, обеспечивающей постоянное отклонение конца троса от радиального направления. Рассматриваются преимущества и недостатки каждого из способов выпуска. Основное внимание уделяется минимизации возмущающего воздействия троса на центральное вращающееся тело, из которого выпускается сложенное полотнище паруса. Полученные результаты могут быть использованы при проектировании систем первоначального этапа раскрытия солнечных парусов на космических платформах с большими вращающимися солнечными парусами.
Солнечный парус, квазистационарная форма, способы выпуска из уложенного состояния, математическое моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/143164946
IDR: 143164946 | УДК: 531.351
Mathematical modeling of releasing the tether system from a rotating central body
The article studies a problem of releasing a heavy tether representing a part of a circular solar sail cloth in a folded configuration subject to centrifugal inertia forces. The slope angle of a quasistationary shape of the tether being released with a constant speed is analytically calculated. Consideration is given to various methods of tether release: at a constant speed, a uniformly decreasing speed and a speed ensuring a permanent deviation of the tether end from the radial direction. The advantages and disadvantages of each release method are considered. Most of the focus is on minimizing the disturbing effect of the tether on the central rotating body, from which the folded sail cloth is released. The results obtained can be used in designing systems of the initial phase of deploying solar sails on space platforms with large rotating solar sails.
Список литературы Математическое моделирование выпуска тросовой системы из вращающегося центрального тела
- Легостаев В.П., Субботин А.В., Тимаков С.Н., Черемных Е.А. Собственные колебания вращающейся мембраны с центральной жесткой вставкой (применение функций Хойна)//Прикладная математика и механика. 2011. Т. 75. Вып. 2. С. 224-238.
- Легостаев В.П., Субботин А.В., Тимаков С.Н., Зыков А.В. Исследование динамики управляемого углового движения космического аппарата с вращающимся солнечным парусом//Труды МФТИ. 2013. Т. 5. № 2. С. 106-119.
- Райкунов Г.Г., Комков В.А., Мельников В.М., Харлов Б.Н. Центробежные бескаркасные крупногабаритные космические конструкции. М.: Физматлит, 2009. 448 с.
- Shirasawa Y., Mori O., Sawada H., Imaizumi T., Mimasu Y., Sato S., Tanaka K., Motooka N., Kitajima M., Kawaguchi J. Demonstration of solar sail deployment system using a high altitude balloon. 27th International Symposium on Space Technology and Science, 5-10 July 2009, Tsukuba, Japan.
- Платонов В.Н., Тимаков С.Н. Разработка, анализ устойчивости и экспериментальная отработка на корабле «Прогресс» алгоритмов активного демпфирования колебаний большого вращающегося пленочного диска//Гироскопия и навигация. 1993. № 2. С. 64-65.
- Богданов К.А., Тимаков С.Н. Синтез адаптивного алгоритма управления движением космической платформы с вращающимся солнечным парусом//Космическая техника и технологии. 2017. № 1(16). C. 89-102.
- Зыков А.В., Легостаев В.П., Субботин А.В., Сумароков А.В., Тимаков С.Н. Динамика вращающегося солнечного паруса в процессе его раскрытия//Прикладная математика и механика. 2015. Т. 79. Вып. 1. С. 48-60.
- Сазонов В.В. Математическое моделирование развертывания тросовой системы с учетом массы троса. Препринт № 58. М.: ИПМ им. М. В. Келдыша РаН, 2006. 36 с.
- Тененбаум С.М. Математическая модель сматывания нити с катушки. Наука и образование (электронное научно-техническое издание). 2014. № 5. С. 102-120 DOI: 10.7463/0514.0704634
