МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ НЕУПРАВЛЯЕМОГО РАЗВЁРТЫВАНИЯ КОСМИЧЕСКОЙ ТРОСОВОЙ СИСТЕМЫ И ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ РАЗВЁРТЫВАНИЯ

© А.В.Попов, В.И.Усюкин
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2013 г.

Космические тросовые системы открывают новые возможности в космической технике. Как показывает анализ проведённых экспериментов в космосе с участием тросовых связок, одним из самых сложных моментов в таких экспериментах является развёртывание. Использование неуправляемого развёртывания тросовой системы снижает требования к системе развёртывания, упрощает конструкцию и снижает её массу, однако требует всестороннего математического анализа как самого процесса, так и его результатов.

Приведены результаты численного моделирования процесса неуправляемого развёртывания тросовой системы длиной 5 км. Трос моделируется группой весомых материальных точек, соединённых вязкоупругими связями, концевые тела моделируются как пространственные твёрдые тела. Учтено влияние неоднородности гравитационного поля Земли до 12 гармоники по модели EIGEN-6C2 Международного центра глобальных моделей Земли в Потсдаме. Учтено воздействие атмосферы Земли как на движение концевых тел при заданных аэродинамических свойствах концевых тел, так и на сам трос.

С помощью построенной модели тросовой системы получены данные о влиянии различных параметров развёртывания и конструкции тросовой системы на результаты развёртывания. В качестве исследуемых входных параметров используются скорость и направление разделения; в качестве параметров конструкции тросовой системы используются длина троса, массы, положения точек подвеса концевых тел, сила выпуска троса в демпферах трения, сила сопротивления развёртыванию. В качестве критериев оценки результатов развёртывания используются следующие параметры: максимальная и средняя величина отклонения троса от местной вертикали, максимальная величина отклонения концевых тел от местной вертикали.

Полученные результаты могут быть использованы при проектировании тросовых систем, использующих неуправляемый способ развёртывания.