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, 2016, 3, 57 - 67

КОЛЕБАНИЯ МАЛОЙ КОСМИЧЕСКОЙ ТРОСОВОЙ СИСТЕМЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО МОМЕНТА

А. И. Маслова

      Рассматриваются колебания гравитационно стабилизированной космической тросовой системы (КТС) при воздействии аэродинамического момента на низких околоземных почти круговых орбитах. Основное внимание сосредоточено на исследовании динамики класса малых КТС, создаваемых на основе тройного CubeSat. Такой выбор обоснован необходимостью подготовки натурного эксперимента электродинамической КТС. Показано, что аэродинамический момент может существенно влиять на динамику рассматриваемого класса КТС и вызывать резонансы в колебаниях КТС, перпендикулярных плоскости орбиты. Для соблюдения режима гравитационной стабилизации необходимо, чтобы параметры КТС соответствовали ожидаемый расчетным значениям плотности атмосферы на предполагаемой орбите движения центра масс. Получены простые аналитические выражения, позволяющие оценить амплитуду колебаний КТС относительно центра масс. Результаты работы могут быть использованы при выборе параметров экспериментальной КТС и орбиты ее движения или для оценки аэродинамического воздействия на колебания КТС с выбранными параметрами.

Космическая тросовая система, аэродинамический момент, колебания относительно центра масс, резонансы.

1. Маслова А. И. Модель движения малой радиальной космической тросовой системы под действием аэродинамического момента / А. И. Малова // Техническая механика. – 2015. – №. 1. – C. 55 – 64.

2. Ahedo E. Analysis of Bare-Tether Systems for Deorbiting Low-Earth-Orbit Satellites / E. Ahedo, J. R. Sanmartin // Journal of Spacecraft and Rockets. – 2002. – V. 39, N 2. – P. 198 – 205.

3. . Hoyt R. P. The Terminator Tape™: A Cost-Effective De-Orbit Module for End-of-Life Disposal of LEO Satellites / R. P. Hoyt, I. M. Barnes, N. R. Voronka, J. T. Slostad // Space 2009 Conference, Sept 2009. – 2009. – AIAA Paper 2009-6733. – P. 1 – 9.

4. Bombardelli С. Deorbiting Performance of Bare Electrodynamic Tethers in Inclined Orbits / С. Bombardelli, D. Zanutto, E. Lorenzini // Journal of Guidance, Control and Dynamics. – 2013. – V. 36, N 5. – P. 1550 – 1556.

5. Sanmartin J. R. Electrodynamic Tether Applications and Constraints / J. R. Sanmartin, E. C. Lorenzini, М. Martinez-Sanchez // Journal of Spacecraft and Rockets. – 2010. – Vol. 47, N 3. – Р. 442 – 456.

6. Levin E. M. Dynamic analysis of space tether missions / E. M. Levin. – San Diego : American Astronautical Society, 2007. – 453 p.

7. Белецкий В. В. Влияние аэродинамических сил на вращательное движение искусственных спутников / В. В. Белецкий, А. М. Яншин. – Киев : Наукова думка, 1984. – 188 с.

8. Данилов А. Д. Популярная аэрономия / А. Д. Данилов. – Ленинград : Гидрометеоиздат, 1989. – 234 с.

9. Маслова А. И. Изменения плотности атмосферы при движении космических аппаратов на низких околоземных орбитах / А. И. Маслова, А. В. Пироженко // Космічна наука і технологія. – 2009. – Т. 15, № 1. – С. 13 – 18.

10. Маслова А. И. К моделированию аэродинамического момента, действующего на спутник / А. И. Маслова, А. В. Пироженко // Космические исследования. – 2010. – Т. 48, № 4. – С. 371 – 379.

11. ГОСТ Р 25645.166 – 2004. Атмосфера Земли верхняя. Модель плотности для баллистического обеспечения полетов искусственных спутников Земли. – Принят 2004-03-09. – М. : ИПК Изд-во стандартов, 2004. – 24 с.

12. Басс В. П. Молекулярная газовая динамика и ее приложения в ракетно-еосмической технике / В. П. Басс. – Киев : Наукова думка, 2008. – 270 с.

13. Чезари Л. Асимптотическое поведение и устойчивость решений обыкновенных дифференциальных уравнений / Л. Чезари. – Москва : Мир, 1964. – 477 с.

14. Маслова А. И. Параметрический резонанс в колебаниях космического аппарата при воздействии переменного аэродинамического момента / А. И. Маслова, А. В. Пироженко // Механика твердого тела. – 2010. – Т. 40. – С. 144 – 155.

15. Якубович В. А. Параметрический резонанс в линейных системах / В. А. Якубович, В. М. Старжинский. – М. : Наука, 1987. – 328 с.

16. Маслова А. И. Влияние переменности аэродинамического момента на динамику гравитационно- стабилизированного КА в плоскости круговой орбиты / А. И. Маслова, А. В. Пироженко // Техническая механика. – 2009. – №. 3. – С. 87 – 97.

17. Пановко Я. Г. Введение в теорию механических колебаний / Я. Г. Пановко. – М. : Наука, 1991. – 256 с.

Copyright (©) 2017 А. И. Маслова

Copyright © 2014-2018 Техническая механика