ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 629.78

Техническая механика, 2014, 4, 27 - 38

АНАЛИЗ СХЕМ И МОДЕЛЕЙ РАЗВЕРТЫВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ ТРОСОВЫХ СИСТЕМ

Д. А. ХРАМОВ

      Космические тросовые системы, состоящие из спутников, соединенных гибкими нитями (тросами), могут стать основой перспективных средств очистки околоземной орбиты от космического мусора. В связи с этим актуальна задача развертывания таких систем на орбите. Целью работы является анализ схем развертывания тросовых систем и математических моделей их динамики применительно к задачам увода космических аппаратов. Выделены два основных класса систем развертывания: импульсные и квазистатические, и проведен их сравнительный анализ. Предложена математическая модель развертывания, в которой трос представляется набором N материальных точек. Проанализировано влияние массы троса на характер развертывания системы. Показано, что при медленном развертывании троса (со скоростями до 1 м/с), без учета сил аэродинамического сопротивления, масса троса не оказывает сколько-нибудь существенного влияния на характер развертывания.

Космическая тросовая система, развертывание, математическая модель, масса троса.

1. The Threat of Orbital Debris and Protecting NASA Space Assets from Satellite Collisions (28 April 2009). [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://images.spaceref.com/news/2009/ ODMediaBriefing28Apr09-1.pdf.

2. van Pelt M. Space Tethers and Space Elevators / M. van Pelt. – New York : Praxis Publishing, 2009 – 215 p.

3. Cartmell M. P. A review of space tether research / M. P. Cartmell, D. J. McKenzie // Progress in Aerospace Sciences. – 2008. – V. 44, N 1. – P. 1 – 21.

4. Белецкий В. В. Динамика космических тросовых систем / В. В. Белецкий, Е. М. Левин. – М. : Наука, 1990. – 329 с. 5. Wen H. Advances in dynamics and control of tethered satellite systems / H. Wen, D. P. Jin, H. Y. Hu // Acta Mechanica Sinica. – 2008. – V. 24. – P. 229 – 241.

6. Пироженко А. В. Схема развертывания малой космической тросовой системы / А. В. Пироженко, Д. А. Храмов // Вiсник Днiпропетровського унiверситету : Ракетно-космiчна технiка. – 2007. – № 9/2. – С. 198 – 204.

7. Carroll J. A. SEDS Deployer Design and Flight Performance / J. A. Carroll // Fourth International Conference on Tether In Space, Washington, 10–14 April, 1995. – Washington, 1995. – P. 593 – 600.

8. Space Demonstration of Bare Electrodynamic Tape-Tether Technology on the Sounding Rocket S520-25 / H. A. Fujii et al. // AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference, 08–11 August, 2011, Portland, Ore- gon. – Portland : AIAA, 2011. – 12 p.

9. Koss S. M. Tether Deployment Mechanism for the Advanced Tether Experiment (ATEx) / S. M. Koss // 7th European Space Mechanisms and Technology Symposium, October, 1997, Noorwijk, Netherlands. – Noorwijk, 1997. – P. 11 – 18.

10. Gates S. S. Advanced Tether Experiment Deployment Failure / S. S. Gates, S. M. Koss, M. F. Zedd // The Journal of Spacecraft and Rockets. – 2001. – V. 38, N. 1. – P. 60 – 68.

11. Сазонов В. В. Математическое моделирование с учетом массы троса / В. В. Сазонов // Препринты Ин- ститута прикладной математики РАН. – 2006. – № 58. – 36 с.

12. Дигнат Ф. Управление колебаниями орбитальной тросовой системы / Ф. Дигнат, В. Шилен // При- кладная математика и механика. – 2000. – Т. 64, N 5. – С. 747 – 754.

13. Rupp Ch. C. A Tether Tension Control Law for Tethered Subsatellites Deployed along Local Vertical / Rupp Ch. C. // NASA Technical Memorandum, NASA-TM-X-64963, November, 1975.

14. Carroll J. A. SEDS Deployer Design and Flight Performance / J. A. Carroll // Proceedings of the AIAA Space Programs and Technology Conference Exhibit, 21–23 September, 1993, Huntsville, Alabama. – Huntsville, 1993. – AIAA Paper 93–4764.

15. Nakamura Y. The Simplest Tether Control Law in a Small Satellite / Y. Nakamura // Kyushu university ex- perimental satellite team. Papers. [Электронный ресурс] — Режим доступа : http://ssdl-www.aero.kyushu- u.ac.jp/quest/papers/97aas_406.pdf

16. Схемы и модели развертывания космических тросовых систем : исходный код. [Электронный ресурс] — Режим доступа : http://dkhramov.dp.ua/uploads/Sci/SPubl/khramov_tm_2014_code.zip

Copyright (©) 2014 Храмов Д. А.

Copyright © 2014-2018 Техническая механика