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, 1, 43 - 51

Аналіз можливості використання аеродинамічних систем для відведення модульних великогабаритних космічних об'єктів з низьких навколоземних орбіт

Палій О.С., Скорік О.Д.

      Стаття присвячена аналізу можливості використання аеродинамічних систем для усунення (АСУ) модульних великогабаритних космічних об’єктів (МВКО) з низьких навколоземних орбіт. Метою даної статті є дослідження можливості та ефективності використання АСУ для відведення МВКО з низьких навколоземних орбіт. Проведено аналіз використання АСУ у формі одинарної сферичної оболонки для відведення МВКО з низької навколоземної орбіти, показано неможливість її використання. Приведено спосіб відведення МВКО з орбіти, де для технічно реалізованого відведення МВКО з низьких навколоземних орбіт за допомогою АСУ кожний модуль МВКО необхідно заздалегідь оснащати автономною АСУ і перед усуненням його з орбіти всі модулі відділяти від базового. Вибрано критерії для оцінювання можливості і ефективності використання АСУ. За вибраними критеріями проведено дослідження можливості та ефективності використання АСУ для відведення типового МВКО з низької навколоземної орбіти на прикладі орбітальної станції «Мир». Розраховано параметри АСУ для кожного модуля орбітальної станції «Мир» з урахуванням впливу факторів космічного простору, що пошкоджують, на оболонку АСУ. Оцінено ефективність використання запропонованого способу.

космічне сміття, аеродинамічна система, відведення, великогабаритна модульна космічна конструкція

1. The Orbital Debris Quarterly News. NASA JSC Houston. – 2013. – Vol. 17, № 1. – P. 8.

2. IADC Space debris mitigation guidelines [Електронний ресурс]. IADC-2002-01. Revision 1 / Prepared by the IADC Steering Group and WG4 members . – 2003 . – September . – 10 p. – Режим доступу: http://www.iadconline. org/index.cgi?item=docs_pub.

3. Техногенное засорение околоземного космического пространства / А. П. Алпатов, В. П. Басс, С. А. Баулин, В. И. Бразинский, В. П. Гусынин, Ю. Ф. Даниев, С. А. Засуха. – Днепропет- ровск : Пороги, 2012. – 380 с.

4. Вениаминов С. С. Космический мусор – угроза человечеству / С. С. Вениаминов, А. М. Червонов. – Мо- сква : Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт космических исследований Российской академии наук, 2012. – 191 с.

5. Nock K. T. Removing orbital debris with less risk / K. T. Nock, K. M. Aaron , D. McKnight // Journal of spacecraft and rockets. – 2013. – Vol. 50, № 2. – P. 365 – 379.

6. Лисов И. Земля осталась без «Мира». Последний месяц / И. Лисов // Новости космонавтики. – 2001 . – Т. 11, № 5. – С. 2 – 11.

7. Ivanov N. M. Preparation and implementation of the Mir flight control in the final phase / N. M. Ivanov // In : Proceedings of the international workshop "MIR deorbit", 14 May 2001, ESOC, Darmstadt, Germany. – P. 11 – 23.

8. Палий А. С. Методы и средства увода космических аппаратов с рабочих орбит (состояние проблемы) / А. С. Палий // Техническая механика. – 2012 . – № 1 . – С. 94 – 102.

9. Gossamer orbit lowering device (GOLD) for safe and efficient de-orbit / K. T. Nock, K. L. Gates, K. M. Aaron , A. D. McRonald // AIAA/AAS Astrodynamics specialist conference, 2 – 5 August 2010, Toronto, Ontario, Canada, AIAA 2010-782.

10. Пат. США на изобретение 3282539, МПК7 B 64 G 1/62. Recovery system / H. W. Wiant. – 420836 ; заявл. 23.12.64 ; опубл. 01.11.66.

11. Пат. США на изобретение 4504031, МПК7 B 64 G 1/58. Aerodynamic braking and recovery method for a space vehicle / D. G. Andrews. – 353828 ; заявл. 02.03.82 ; опубл. 12.03.85.

12. Пат. США на изобретение 4832288, МПК7 B 64 G 1/62. Recovery system / R. T. Kendall. – 76631 ; заявл. 23.07.87 ; опубл. 23.03.89.

13. Пат. США на изобретение 6264144, МПК7 B 64 G 1/14. Material assembly for an inflatable aerodynamic braking device for spacecraft deceleration and the like / J. M. Thornton. – 09/520533 ; заявл. 08.03.00 ; опубл. 24.06.01.

14. Пат. РФ на изобретение 2199474, МПК7 B 64 G 1/22. Устройство надувной пассивной системы тормо- жения последней ступени ракеты-носителя / Ю. Н. Майоров, А. Д. Дукин. – 2000131539/28 ; заявл. 15.12.00 ; опубл. 27.02.03.

15. Пат. США на изобретение 6830222, МПК7 B 64 G 1/62. Balloon device for lowering space object orbits / K. T. Nock, A. D. McRonald, K. M. Aaron. – 10/394477 ; заявл. 21.03.03 ; опубл. 14.12.04.

16. Пат. РФ на изобретение 2363627, МПК7 B 64 G 1/62. Способ и устройство аэродинамической стабили- зации космического аппарата во время спуска на землю / Ж. Мулэн, Э. Муано, М. Прамполини. – 44 2006144850/11 ; заявл. 16.05.05 ; опубл. 10.08.09.

17. Пат. РФ на изобретение 2435711, МПК7 B 64 G 1/62. Развертываемая аэродинамическая поверхность аэроторможения спутника / В. Пейпуда, О. Ле Куль. – 2008138539/11 ; заявл. 14.02.07 ; опубл. 10.12.11.

18. Пат. України на корисну модель 75540, B 64 G 1/62. Пристрій відведення космічних апаратів з орбіти / О. С. Палій. – u201204438 ; заявл. 09.04.12 ; опубл. 10.12.12.

19. Современное состояние вопроса о применении технологии надувных элементов конструкции в издели- ях ракетно-космической техники, об использовании надувных тормозных устройств в конструкции спускаемых аппаратов и теплозащитные покрытия этих устройств / Б. А. Землянский, А. А. Иванков, С. Н. Устинов, В. С. Финченко // Вестник РФФИ. – 2008. – № 1. – С. 37 – 63.

20. Алексашкин С. Н. Принципы проектирования спускаемых в атмосферах планет аппаратов с надувными тормозными устройствами / С. Н. Алексашкин, К. М. Пичхадзе, В. С. Финченко // Вестник НПО им. С. А. Лавочкина. – 2012. – № 2. – С. 4 – 11.

21. A historical review of inflatable aerodynamic decelerator technology development [Электронный ресурс] / B. P. Smith, G. L. Tanner, M. Mahzari, I. G. Clark, R. D. Braun // IEEAC paper #1276. – Режим доступа : http://www.ssdl.gatech.edu/papers/conferencePapers/IEEE-2010-1276.pdf.

22. Иванов П. И. Методы введение в действие и поддержание в раскрытом состоянии высотного тормоз- ного аэродинамического устройства / П. И. Иванов, Ю. Г. Мехоношин // Аэродинамика, динамика, бал- листика и управление полетом летательных аппаратов. – 2009. – № 5. – С. 51 – 57.

23. Development of a generic inflatable de-orbit device for cubesats / D. S. Maesen E. D. van Breukelen, B. T. C Zandbergen, O. K. Bergsma // 58th International astronautic congress, September 24 – 28, 2007, Hyderabad, Andhra Pradesh, India, IAC-07-A6.3.06.

24. Summary of Properties for Kapton® Polyimide Films [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www2.dupont.com/Kapton/en_US/assets/downloads/pdf/summaryofprop.pdf.

25. Jenkins C. H. M. Gossamer spacecraft : membrane and inflatable structures and technology for space Applications / C. H. M. Jenkins. – AIAA, Reston (USA), 2001. – 586 p.

26. Модель космоса : Научно-информационное издание : В 2 т. / Под ред. М. И. Панасюка, Л. И. Новикова. – Т. 2 : Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов. – М. : КДУ, 2007. – С. 973.

27. Палий А. С. Анализ эффективности устройства аэродинамического торможения космических аппара- тов / А. С. Палий // Техническая механика. – 2012. – №4. – С. 82 – 90.

28. Liao L. A review of airship structural research and development / L. Liao, I. Pasternak // Progress in aerospace sciences. – 2009. – № 45. – P. 83 – 96.

29. Заявка на пат. на винахід № а201309842 Україна, МПК7 B 64 G 1/62. Спосіб усунення з навколоземних орбіт модульних великогабаритних космічних об’єктів / А. П. Алпатов, О. С. Палій, О. Д. Скорік. – а201309842 ; заявник і патентоволодар ІТМ НАНУ і ДКАУ. – заявл. 08.08.13.

30. Скорик А. Д. Методика выбора проектных параметров аэродинамических систем удаления космиче- ских объектов с околоземных орбит / А. Д. Скорик, А. С. Палий // Техническая механика. – 2013. – №3. – С. 85 – 90.

31. Thermospheric temperature, density, and composition : New models : special report №375 / Smithsonian institution astrophysical observatory ; chief L. Jacchia. – Cambridge, 1977. – 103 p. с.

Copyright (©) 2014 Палій О.С., Скорік О.Д.

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка