Задачи пассивной ориентации искусственных спутников Земли

• Автор: Полянская, Ирина Петровна
• Шифр специальности: 01.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 c. : ил

ГЛАВА I. ОПТИМАЛЬНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ СПУТНИК-СТАБИЛИЗАТОР С МАХОВИКАМИ
1.1. Системы координат
1.2. Уравнения движения
1.3. Свойства уравнений движения
1.4. Устойчивость положения равновесия системы
на круговой орбите
1.5. Оптимальные параметры системы спутник-стабилизатор
с маховиками на обоих телах
1.6. Влияние эллиптичности орбиты
на динамику системы
1.7. Оптимальные параметры системы спутник-стабилизатор
с маховиком, закреплённым в корпусе спутника
Выводы к главе
Глава II. КОМПЕНСАЦИЯ ЭКСЦЕНТРИСИТЕТНЫХ КОЛЕБАНИЙ ИСКУССТВЕННЫХ СПУТНИКОВ ЗЕМЛИ
2.1. Периодические колебания спутника с компенсирующим маховиком на эллиптической орбите
2.1.1. Уравнения движения
2.1.2. Положения равновесия
2.1.3. Устойчивость колебаний спутника около центра масс
2.1.4. 251 -периодические колебания системы спутник-компенсирующий маховик в
плоскости эллиптической орбиты
2.2. Периодические колебания спутника с переменными
моментами инерции на эллиптической орбите
2.2.1. Уравнения движения
2.2.2. Устойчивость собственных колебаний спутника
2.2.3. 2Лп -периодические колебания спутника
на эллиптической орбите
Выводы к главе П
Глава III. ПОЛОЖЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОГО РАВНОВЕСИЯ СПУТНИКА НА КРУГОВОЙ ОРБИТЕ С УЧЁТОМ СОПРОТИВЛЕНИЯ АТМОСФЕРЫ
3.1. Уравнения движения
3.2. Преобразования уравнений, определяющих
положения равновесия спутника
3.3. Свойства уравнений движения
3.4. Зависимость числа положений равновесия от параметров

системы
3.5. Устойчивость положений равновесия
3.6. Аналитическое определение положений равновесия
в некоторых частных случаях
Выводы к главе Ш
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

При создании искусственных спутников Земли важное место занимает разработка методов ориентации. Использование активных методов требует значительных затрат энергии и рабочего тела, поэтому они применяются, как правило, в тех случаях, когда необходима высокая точность ориентации или предполагается сложная программа манёвров спутника. Для спутников с длительным периодом существования, к которым не предъявляются высокие требования по точности ориентации, может оказаться более эффективным применение пассивных методов. В пассивных системах не требуются датчики ориентации и исполнительные элементы, приводящие спутник в рабочее положение, эти системы имеют сравнительно небольшой вес, они могут функционировать практически неограниченное время.
В настоящее время накоплен достаточно большой опыт применения пассивных систем ориентации [28,50,51], однако, изучение таких систем, разработка более эффективных конструкций остаётся актуальной задачей техники космических полётов.
Пассивные методы ориентации используют свойства гравитационного и магнитного полей, эффект сопротивления атмосферы и светового давления, гироскопические свойства вращающихся тел и др. Среди пассивных систем, основанных на использовании свойств внешней среды, наибольшее распространение получили гравитационные системы ориентации. В основе принципа работы таких систем лежит свойство центрального ньютоновского поля сил определённым образом ориентировать движущееся в нём тело. В общем случае на круговой орбите спутник имеет 24 положения равновесия, причём главные центральные оси инерции спутника в равновесном положении направлены по осям орбитальной системы координат. Если по-

Будем считать, что центр масс маховика не перемещается в корпусе спутника, а ось вращения в ориентированном положении совпадает с нормалью к плоскости орбиты. Тогда уравнения движения системы спутник-маховик относительно центра масс име ют вид
собственной оси, (£? - угол поворота маховика, отсчитываемый от некоторого положения, принятого за начальное.
Для удобства исследования уравнений выберем в качестве независимой переменной истинную аномалию V . Тогда с учётом соотношения
*(С-в)с/,г-г/г = 5'^алав, В$+(А-С)гр**.яг=Зр-а„а31, С^-+(В-А)ру-рЬ
(2.3)

со = сд0 (1 + е сое У)2 ,
кинетический момент маховика относительно
СС V
- СОа (1 + ЄС05У)
(2.4)
получим