Пространственное движение спускаемого аппарата с двойным вращением при стабилизации частичной закруткой

• Автор: Дорошин, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 143 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Современное состояние проблемы стабилизации спускаемого аппарата и постановка задачи
1.1. Спускаемые аппараты с двойным вращением
1.2. Задача исследования движения соосных тел
1.3. Постановка задачи стабилизации спускаемого аппарата с двойным вращением
2. Свободное пространственное движение соосных тел
2.1. Уравнения движения соосных тел
2.2. Определение аналитических зависимостей для параметров движения
2.3. Устойчивость стационарных вращений
3. Движение соосных тел при наличии малой асимметрии
3.1. Уравнения движения соосных тел при наличии асимметрии
3.2. Представление соосных тел одним моделирующим твердым телом
3.3. Приближенные решения для параметров движения асимметричной системы
4. Движение соосных тел переменной массы
4.1. Уравнения движения соосных тел переменной массы
4.2. Инерционно-массовая модель реактивного двигателя твердого топлива
4.3. Приближенные решения для параметров движения системы переменной массы
4.4. Необходимое и достаточное условие уменьшения амплитуды нутационных колебаний
5. Движение центра масс спускаемого аппарата с двойным вращением на активном участке траектории спуска
5.1. Уравнения движения центра масс спускаемого аппарата
5.2. Приближенные аналитические зависимости для параметров движения центра масс спускаемого аппарата
5.3. Оценка эффективности стабилизации спускаемого аппарата частичной закруткой
Заключение
Библиографический список используемой литературы
Приложения
ВВЕДЕНИЕ
Современные тенденции развития ракетно-космической техники предполагают использование технических устройств, сочетающих в себе многостепенные исполняющие механизмы, двигательные установки и управляющие элементы. Для моделирования движения технические объекты и устройства могут быть представлены разнообразными системами твердых тел со взаимосвязями. Одной из весьма распространенных в космической технике конструкционных схем является система соосных тел, образованная двумя твердыми телами, вращающимися относительно общей оси. Система соосных тел находит применение в спутниках-гиростатах и космических аппаратах с двойным вращением, использующих гироскопический принцип стабилизации своего положения. Настоящая работа посвящена исследованию стабилизируемого движения спускаемого аппарата (СА) с двойным вращением на внеатмосферном участке траектории неуправляемого спуска. Для таких СА характерна гироскопическая стабилизация продольной оси частичной закруткой, основанной на приведении в быстрое вращение только части аппарата.
Задаче исследования движения соосных тел и спутников с двойным вращением в научной литературе уделяется большое внимание ввиду ее практической важности и возможности непосредственного применения в области стабилизируемых космических аппаратов для астрономических, радиофизических и других научных исследований, а также спутников связи, к которым предъявляют жесткие требования по точности стабилизации углового положения относительно неподвижной системы координат. Основополагающие вопросы, связанные с анализом невозмущенного движения соосных тел, перманентных вращений, демпфирования нутационных колебаний, устойчивости относительных равновесий и стационарных режимов движения систем, состоящих из нескольких соосных маховиков, в разное время рассматривались многими отечественными и

Ь = 2х-Ар-Сщ-2%-, где х = (А + АгУХ' (М + А2 ~ С2 3(го + Аг) - С, [г0 + Дг + <т0 + Дет]).
Следовательно, второй режим стационарных вращений является устойчивым.
Выясним обобщенный физический смысл использованных функций Четаева и Ляпунова. Для указанных функций вполне допустим вид, определяющий квадрату величины возмущенного кинетического момента:
Таким образом, использованные в работе функции Ляпунова и Четаева соответствуют возмущенной величине кинетического момента, а уравнения возмущенного движения в обоих случаях допускают первый интеграл, характеризующий постоянство величины кинетического момента системы.
Дадим кинематическую интерпретацию стационарных режимов. Наиболее интересна кинематическая интерпретация первого стационарного режима. Из величин угловых скоростей, определяющих первый режим, непосредственно следует:
Имея в виду, что выражение в квадратных скобках представляет собой проекцию кинетического момента на продольную ось, условие возникновения первого стационарного режима можно записать:
откуда получается следующая величина для кинетического момента:
V =1=К2 =(А{ +А2)2 - (Ар2 +Д#2) + ([С, +С2]Дг + С,Дет)2;

(А1 + А2)-г0 [(С, + С2)• г() +С • <т(|] — 0.
кг={А+А>
(2.12)