ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 629.78

Технічна механіка, 2014, 4, 27 - 38

Аналіз схем і моделей розгортання космічних тросових систем

Храмов Д. О.

      Космічні тросові системи, що складаються зі супутників, з'єднаних гнучкими нитками (тросами), можуть стати основою перспективних засобів очищення навколоземної орбіти від космічного сміття. У зв'язку із цим актуальна задача розгортання таких систем на орбіті. Метою роботи є аналіз схем розгортання тросових систем і математичних моделей їх динаміки стосовно до задач відведення космічних апаратів. Виділено два основні класи систем розгортання: імпульсні й квазістатичні, і проведено їх порівняльний аналіз. Запропоновано математичну модель розгортання, у якій трос представляється набором N матеріальних точок. Проаналізовано вплив маси троса на характер розгортання системи. Показано, що при повільному розгортанні троса (зі швидкостями до 1 м/с), без урахування дії сил аеродинамічного опору, маса троса не справляє скільки-небудь істотного впливу на характер розгортання.

космічна тросова система, розгортання, математична модель, маса 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. О.

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка