Верификация конечно-элементной модели космического аппарата результатами испытаний

Вопрос обеспечения прочности, ресурса и живучести конструкции космического аппарата с помощью комплексов математического моделирования - современная тенденция проектирования спутников. Данный подход основан на сокращении сроков подготовки изделия к запуску. В частности, это происходит за счет уменьшения объема проведения вибрационных испытаний космического аппарата (КА). На примере вибраци- онных испытаний платформы модуля служебных систем «Экспресс-1000К» рассматривается методика про- ведения верификации математической модели спутников связи, выводимых парной полезной нагрузкой. Выбор данного объекта исследования обусловлен принципиальной схемой построения современных космических аппа- ратов, основанных на модульном принципе. Модуль служебных систем является основной несущей конструк- цией космического аппарата, способной интегрироваться с любой полезной нагрузкой (информационное обес- печение, научные исследования, геодезия и дистанционное зондирование, навигация), и является универсальным инструментом при построении спутника. При испытаниях гармонической вибрацией хорошо идентифициру- ются первые продольные и поперечные тона колебаний космического аппарата, которые достаточно легко прогнозируются с использованием конечно-элементной модели. Исходя из этого, точность результатов про- гнозов зависит в большей степени от сложности моделируемой конструкции и используемой процедуры моде- лирования. Приводится методика конечно-элементного моделирования космических аппаратов, выводимых парной полезной нагрузкой, получены динамические характеристики объекта исследования расчетным и экспериментальным методами. Проведена процедура идентификации по методу «модального согласия». Рассмотренная методика верификации позволяет производить оперативную корректировку конечно- элементной модели космических аппаратов. Конечно-элементная модель, полученная по результатам верифи- кации, позволяет эффективно проводить оценку поведения КА уже на этапе проектирования, что дает воз- можность сократить время проведения вибрационных испытаний космических аппаратов. Основные резуль- таты данного исследования применены при верификации математических моделей современных космических аппаратов, разрабатываемых в АО «ИСС». Отмечена важность применения методов верификации матема- тической модели изделия на предварительном (проектном) этапе создания космического аппарата.