Preview

Вестник Донского государственного технического университета

Расширенный поиск

Теоретические основы моделирования динамических характеристик приводов перспективных космических аппаратов с учетом функционирования осцилляторов

https://doi.org/10.23947/1992-5980-2019-19-4-317-327

Полный текст:

Аннотация

Введение. В рамках данного исследования рассмотрены прецизионные элементы целевой аппаратуры и чувствительные элементы системы стабилизации и ориентации перспективных космических аппаратов. Обоснованы и разработаны метод и программно-алгоритмическое обеспечение моделирования динамических характеристик указанных элементов. При этом учтены результаты обработки данных по экспериментальным исследованиям активных и пассивных осцилляторов.

Материалы и методы. Показано, как метод обезвешивания позволяет воссоздать условия, максимально соответствующие реальной эксплуатации перспективных космических аппаратов, прецизионных элементов конструкции, целевой аппаратуры и их приводов. Представлены схемы соответствующих экспериментальных установок. Использованы методы математического моделирования, методы механики и динамики машин. Рассчитаны основные параметры динамики предлагаемой конструкции — определяющие с точки зрения реализации целевых функций космического аппарата. Сформированы рациональные варианты компоновки и примерных циклограмм функционирования перспективных космических аппаратов с целью снижения микровозмущений от приводных устройств с вращающимися массами.

Результаты исследования. Обоснован и разработан метод моделирования динамических характеристик приводов перспективных космических аппаратов с учетом функционирования штатных осцилляторов. Представлен комплекс методик решения проблем идентификации динамических параметров математической модели перспективных космических аппаратов с учетом результатов обработки данных, получаемых при экспериментальной отработке активных и пассивных осцилляторов. Отмечены два вида вибрации от двигателей маховиков. Первый: по ко мандам системы управления ориентацией и стабилизацией. Второй: обусловленный остаточным дисбалансом, от измерителя солнечной постоянной. Показано, каким образом эти вибрации влияют на динамические характеристики посадочных мест гироскопического измерителя вектора угловой скорости и многозонального сканирующего устройства гидрометеорологического обеспечения космического аппарата. Полученные данные предназначены для решения задач обеспечения динамической точности перспективных космических аппаратов. 

Обсуждение и заключения. Предложен метод моделирования динамических характеристик перспективных космических аппаратов при функционировании в режиме прецизионной ориентации. Решение основано на представленных в статье результатах теоретикоэкспериментальных исследований и учитывает работу штатных осцилляторов. Реализация указанного метода доведена до программно-алгоритмического обеспечения оценки динамических характеристик штатных осцилляторов перспективного космического аппарата. Обоснованы рекомендации по снижению влияния активных осцилляторов. Выбраны исходные данные для определения динамики перспективных космических аппаратов с точки зрения выполнения их целевых функций. Предложены компоновка и примерные циклограммы функционирования перспективного космического аппарата с целью выявления приводных устройств с вращающимися массами как источников микровозмущений.

Об авторах

А. Н. Сова
Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет
Россия
заведующий кафедрой «Транспортные установки», доктор технических наук, профессор, действительный член (академик) Российской академии космонавтики имени К. Э. Циолковского


М. И. Степанов
Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет
Россия
профессор кафедры «Транспортные установки», доктор технических наук, профессор


В. А. Сова
Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана
Россия
обучающийся кафедры «Теоретическая информатика и компьютерные технологии»


А. И. Быков
Научно-производственное объединение имени С. А. Лавочкина
Россия
аспирант


Список литературы

1. Ефанов, В. В. Фобос-Грунт. Проект космической экспедиции. В 2 т. Т. 1 / В. В. Ефанов, А. В. Захаров. — Москва : НПО им. С. А. Лавочкина ; Институт космических исследований РАН. — 237 с.

2. Ефанов, В. В. Фобос-Грунт. Проект космической экспедиции. В 2 т. Т. 2 / В. В. Ефанов, А. В. Захаров. — Москва : НПО им. С. А. Лавочкина ; Институт космических исследований РАН. — 345 с.

3. Проектирование автоматических космических аппаратов для фундаментальных научных исследований. В 3 т. Т. 1. / Сост. В. В. Ефанов, И. Л. Шевалев ; под ред. В. В. Ефанова, К. М. Пичхадзе. — 2-е изд., перераб. — Москва : МАИ-Принт, 2013. — 492 с.

4. Проектирование автоматических космических аппаратов для фундаментальных научных исследований. В 3 т. Т. 1. / Сост. В. В. Ефанов ; под ред. В. В. Хартова, В. В. Ефанова. — 2-е изд., перераб. — Москва : МАИ-Принт, 2014. — 544 с.

5. Теоретические основы расчета системы управления гидравлического привода стенда для испытаний поршневых гидравлических цилиндров / А. Т. Рыбак [и др.] // Вестник Донского гос. техн. ун-та. — 2019. — Т. 19, № 3. — С. 242−249. https://doi.org/10.23947/1992–5980–2019–19–3–242–249.

6. Предложение по решению проблемы виброзащиты прецизионной оптико-электронной аппаратуры космического аппарата «СПЕКТР-УФ» / А. Н. Сова [и др.] // Вопросы электромеханики. Труды ВНИИЭМ. — 2013. — Т. 135, № 4. — С. 17–20.

7. Сова, А. Н. Метод и алгоритмы математического моделирования виброактивности космических аппаратов с учетом внутренних источников возмущений на основе результатов экспериментальных исследований / А. Н. Сова // Двойные технологии. — 2019. — № 3 (88). — С. 52–56.

8. Сова, А. Н. Метод и результаты математического моделирования механических воздействий двигателей-маховиков космических аппаратов на основе результатов экспериментальных исследований / А. Н. Сова // Двойные технологии. — 2019. — № 3 (88). — С. 57–63.

9. Современное состояние и направления применения магнитожидкостных технических средств и систем в ракетной и ракетно-космической технике / А. Н. Сова [и др.] // Труды МИТ. — 2014. — Т. 14, ч. 1. — С. 92–102.

10. Чеботарев, В. Е. Особенности ориентации навигационных космических аппаратов / В. Е. Чеботарев, А. В. Фатеев // Космические аппараты и технологии. — 2018. — № 2 (24). — С. 84–87. 11. Чеботарев, В. Е. Проектирование космических аппаратов систем информационного обеспечения. В 2 кн. Кн. 2. Внутреннее проектирование космического аппарата / В. Е. Чеботарев. — Красноярск : Изд-во Сиб. гос. аэрокосм. ун-та, 2006. — 140 с.


Для цитирования:


Сова А.Н., Степанов М.И., Сова В.А., Быков А.И. Теоретические основы моделирования динамических характеристик приводов перспективных космических аппаратов с учетом функционирования осцилляторов. Вестник Донского государственного технического университета. 2019;19(4):317-327. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2019-19-4-317-327

For citation:


Sova A.N., Stepanov M.I., Sova V.A., Bykov A.I. Background for modeling the dynamic characteristics of advanced spacecraft drives considering the operation of oscillators. Vestnik of Don State Technical University. 2019;19(4):317-327. (In Russ.) https://doi.org/10.23947/1992-5980-2019-19-4-317-327

Просмотров: 209


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1992-5980 (Print)
ISSN 1992-6006 (Online)