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, 2018, 1, 97 - 106

УПРОЩЕННАЯ АНАЛИТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИЛОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПУЧКА ИОНОВ НА СФЕРУ

Маслова А. И.

Маслова А. И.
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

      Цель работы – построение упрощенной аналитической модели силового воздействия пучка ионов на сферу. Рассматриваемая задача актуальна в связи с разработкой системы бесконтактного способа увода крупных объектов космического мусора посредством воздействия на них пучка ионов, испускаемых специальным космическим аппаратом. В предположении гауссового распределения плотности ионов в пучке построены выражения для определения силового воздействия на цель (твердое тело) в общем случае. Для цели сферической формы показано, что сила, передаваемая цели пучком ионов, лежит в плоскости, образованной осью симметрии пучка и радиус-вектором центра сферы относительно точки исхода пучка. Построены аналитические оценки силы, передаваемой сфере, в случае, когда центр сферы лежит на оси симметрии пучка. Создание упрощенной аналитической модели позволяет лучше понять закономерности воздействия пучка на цель, а также создает условия для синтеза законов управления движением системы «активный спутник – цель» и для аналитических оценок эффективности этих законов.

Силовое воздействие ионного пучка, пучок ионов, сфера.

1. Liou J. C., Johnson N. L. A sensitivity study of the effectiveness of active debris removal in LEO. Acta As-tronautica. 2009. Vol. 64, № 2. P. 236–243.

2. Jakhu R. S., Nyampong Y. M., Sgobba T. Regulatory framework and organization for space debris removal and on orbit servicing of satellites. Journal of Space Safety Engineering. 2017. Vol. 4, Issues 3. P. 129–137.

3. Pearson J., Carroll J., Levin E., Oldson J. EDDE: ElectroDynamic Debris Eliminator For Active Debris Removal [Электронный ресурс] : International Conference on Orbital Debris Removal (December 8-10, 2009). URL: http://www.star-tech-inc.com/papers/edde_for_debris_conference.pdf.

4. Сайт Организации Объединенных Наций. Руководящие принципы Комитета по использованию кос-мического пространства в мирных целях по предупреждению образования космического мусора [Электронный ресурс]. URL: http://www.un.org/ru/documents/decl_conv/conventions/space_debris.shtml.

5. Сайт Государственное предприятие «Конструкторское бюро «Южное» им. М.К. Янгеля» Борьба с космическим мусором. Активные и пассивные системы [Электронный ресурс]. URL: http://www.yuzhnoye.com/technique/innovative-technologies/space-debris/.

6. LEOSWEEP [Электронный ресурс] : Improving Low Earth Orbit Security With Enhanced Electric Propul-sion. URL: http://www.leosweep.upm.es.

7. Бомбарделли К., Алпатов А. П., Пироженко А. В. и др. Проект «Космического пастуха» с ионным лучом. Идеи и задачи. Космічна наука і технологія. 2014. Т. 20, № 2. С. 55–60.

8. Alpatov A., Cichocki F., Fokov A., Khoroshylov S., Merino M., Zakrzhevskii A. Determination of the force transmitted by anion thruster plasma plume to an orbital object. Acta Astronautica Acta Astronautica. 2016. № 119. P. 241–251.

9. Cichocki F., Merino M., Ahedo E. Modeling and Simulation of EP Plasma Plume Expansion into Vacuum, 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference, AIAA Propulsion and Energy Forum, 2014, № 3828, 17 p.

10. Beal B. E., Gallimore A., Haas J. M., Hargus W. A. Plasma properties in the plume of a hall thruster cluster. Journal of Propulsion and Power. November–December 2004. Vol. 20, No. 6. P. 985–991.

11. Bombardelli С. [Электронный ресурс]: Ion beam technology for space debris mitigation. URL: http://sdg.aero.upm.es/PUBLICATIONS/PDF/2017/Bombardelli_VKI_LS_IBS.pdf

Copyright (©) 2018 Маслова А. И.

Copyright © 2014-2018 Техническая механика