УЧЕТ ОСОБЕННОСТЕЙ КРУПНОГАБАРИТНЫХ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

УЧЕТ ОСОБЕННОСТЕЙ КРУПНОГАБАРИТНЫХ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

© Л.В.Докучаев, И.Д.Якимов
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и механика космического полета"
2018 г.

Аннотация: Разработан алгоритм для выделения необходимых в математической модели космического аппарата тонов колебаний в случаях, когда их общее число излишне велико. В данной работе представлены результаты численного анализа конечно-элементной модели типовой конструкции сверхгибкой упругой солнечной панели и полученный при этом спектр, а также описывается способ выделения из этого спектра таких тонов колебаний, которые необходимо учитывать в системе управления космического аппарата.

Ключевые слова: космический аппарат, орбитальная станция, солнечные панели, динамические характеристики, система управления.

Вопросы динамики космических аппаратов с крупногабаритными сверхгибкими и упругими элементами во время орбитального полета, когда осуществляется постоянная ориентация плоскости солнечных батарей на Солнце, в настоящее время становятся весьма актуальными. Это обусловлено разработками новых проектов по созданию орбитальных станций, как около Земли, так и около Луны, а также межпланетных кораблей, проводимыми в США, Китае и других космических агентствах [1, 2]

Все эти проекты имеют общую черту – в их конструкциях есть крупные элементы солнечных батарей, с большой площадью и чрезвычайной гибкостью, обладающие сверхнизким спектром собственных тонов колебаний высокой плотности. Поэтому для обеспечения устойчивой работы системы управления таких аппаратов, например, орбитальной станции, необходим учёт влияния этих тонов колебаний на динамику станции во время её движения по орбите [3].

В данной работе представлены результаты численного анализа конечно-элементной модели типовой конструкции сверхгибкой упругой солнечной панели и полученный при этом спектр, а также описывается способ выделения из этого спектра таких тонов колебаний, которые необходимо учитывать в системе управления космического аппарата.

Литература

1. Jones A. What we know about China's space station: modules, crew, launch plans and more // Gbtimes.com (интернет-журнал) – 2018.

2. Mazzini L. Flexible Spacecraft Dynamics, Control and Guidance. – Springer Aerospace Technology, 2016. – 372 с.

3. Докучаев Л.В. Нелинейная динамика летательных аппаратов с деформируемыми элементами. – М.: Машиностроение, 1987. – 237 с.