Динаміка космічних тросових систем, стабілізованих обертанням - Автореферат

Наслідком великої протяжності є низька жорсткість звязків у системі й суттєве збільшення сил і моментів, що впливають на її рух. Це в свою чергу обумовлює звязок досліджень задач динаміки КТС із розвязанням ряду фундаментальних проблем нелінійної механіки: проблеми впливу коливань тіл по внутрішніх ступенях свободи на динаміку систем у центральному полі сил; Аналіз стану названих проблем на сьогоднішній день свідчить, що їх дослідження, у першу чергу, вимагає побудови якісної картини нелінійної динаміки, тобто визначення основних закономірностей і можливих ефектів нелінійних взаємодій. Дослідження ж з динаміки систем при коливаннях тіл по внутрішніх ступенях свободи з великою амплітудою, як і методи дослідження таких систем, дотепер залишаються проблемними. Робота повязана з тематичними планами проведення за рахунок бюджету таких НДР: НДР № 18 “Розробка методів і дослідження динаміки керованих просторово розвинених космічних систем із пружними і неутримуючими звязками” (номер держреєстрації 01910022700); НДР “Динаміка” № 78/28 78/29 78/32 “Розробка методів проектування великогабаритних КК складної конфігурації” (номер держреєстрації 01930035189); НДР № 143 “Прогрес” “Розробка теоретичних і методичних питань проектно-розрахункових робіт зі створення ракетно-космічної техніки (номер держреєстрації 01940026269); НДР № 192 “Програма” “Програмно-методичне забезпечення реалізації ДКПУ” (номер держреєстрації 01950022477); НДР № 1.3.2.213 “Розробка методів і дослідження динаміки просторово розвинених багатоелементних систем, функціонуючих в екстремальних умовах” (номер держреєстрації 0196U009390); НДР № 2.4.10-98 “Модуль-1” “Проведення досліджень для обґрунтування експериментів в області космічної геліоенергетики” (номер держреєстрації 0198U05571); НДР № 1.3.2.271 “Дослідження вільних і керованих режимів руху трансформованих просторово розвинених механічних систем космічного й наземного базування в умовах широкого спектру впливів” (номер держреєстрації 0101U001600); НДР № 1.3.2.292 “Розробка методичних основ розвязання задач аналізу динаміки і синтезу алгоритмів систем керування й орієнтації перспективних космічних апаратів” (номер держреєстрації 0102U001657), а також у межах державного контракту “Розробка і впровадження нормативно технічної документації для створення, виготовлення та експлуатації ракетно-космічної техніки.Аналіз раніше здобутих результатів дослідження динаміки обертових тросових систем показав, що розвязання проблеми побудови повної картини основних закономірностей нелінійної динаміки повязано з розвитком методів дослідження збуреного руху, дослідженням еволюції руху з урахуванням впливу дисипації енергії в матеріалі нитки, дослідженням хаотичних режимів руху КТС, і підготовкою й проведенням експериментальних досліджень. Дослідження цих проблем, в першу чергу, вимагає побудови якісної картини нелінійної динаміки, тобто створення уявлень про основні закономірності й можливі ефекти динаміки систем при нелінійних взаємодіях. Показано можливість ефективного використання моделей динаміки КТС, як систем твердих тіл із пружними і шарнірними зєднаннями, для розвязання задач із визначення основних закономірностей руху й вибору оптимальних параметрів систем. Розроблено нову модель динаміки ротаційного руху КТС двох тіл і показано, що рівняння динаміки КТС, як системи звязаних твердих тіл, можуть ефективно використовуватися для визначення закономірностей процесів стабілізації, розрахунку й вибору параметрів систем, стабілізованих обертанням. Важливо, щоб нові форми рівнянь руху містили в собі вже зрозумілі дослідником закономірності рухів, описували відмінності досліджуваного руху від фіксованих дослідником закономірностей.На основі розширеного методу оскулюючих елементів розроблено нову методику виведення рівнянь збуреного руху системи, що містить пружно приєднану масу, й розроблено нову схему виведення рівнянь збуреного руху систем з нелінійними коливальними ланками. Тим самим розроблено методику дослідження впливу коливань мас по внутрішніх ступенях свободи на динаміку систем у центральному полі сил. Побудовані нові форми рівнянь збуреного руху відрізняються більш компактною формою запису, дозволяють більш просто проводити їх дослідження й одержувати результати, а також дозволяють будувати ефективні розрахункові схеми динаміки для різних задач космічного польоту. Розглянуто можливість існування загальної закономірності руху систем під дією дисипативних сил, що полягає в тому, що намагання систем уникнути тертя є діючою, в кожен момент часу (поточною) тенденцією, і зміна параметрів руху під впливом дисипативних сил відбувається відповідно до цієї тенденції. Результати досліджень еволюції руху системи під дією дисипативних сил роблять суттєвий внесок у розвязання проблеми еволюції протяжних систем на навколоземних орбітах, у розвязання проблеми впливу коливань мас по внутрішніх ступенях свободи на динаміку систем у центральному полі сил, а також мають суттєве значення для визначення закономірностей впливу д

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ