Разработка моделей и анализ пространственного движения относительно центра масс спускаемой капсулы при развертывании космической тросовой системы

• Автор: Наумов, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 05.07.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 180 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Основные условные обозначения

Введение

1. Аналитический обзор и решаемые задачи

1.1 Обзор проектов и экспериментов, в которых использовались

космические тросовые системы

1.2 Обзор математических моделей и методов исследования динамики

космических тросовых систем

1.3 Схема диссертационного исследования

2. Математические модели движения

2.1 Нелинейная математическая модель движения КТС с учётом

вращательного движения КА в форме уравнения Лагранжа
2.2 Нелинейная модель вращательного движения СК при развёртывании
КТС в форме уравнений Эйлера
2.3 Квазилинейные уравнения движения СК с малой
асимметрией
2.4 Результаты второй главы
3. Анализ движения СК вокруг центра масс
3.1 Анализ движения СК при отсутствии асимметрии
3.2 Анализ движения СК при наличии статической и динамической
асимметрии
3.3 Анализ движения СК при учёте вращательного движения КА и
весомости троса
3.4 Основные результаты и выводы третьей главы
4. Демпфирование колебаний СК при развёртывании тросовой системы
4.1 Вывод математической модели движения КТС для анализа демпфирования продольных колебаний троса и угловых колебаний

4.2 Расчёт силы упругости
4.3 Оценка влияния демпфирующих сил на вращательное движение СК и
продольные колебания троса
4.4 Результаты и выводы четвертой главы
5. Статистическое моделирование вращательного движения СК при
развёртывании КТС
5.1 Постановка задачи статистического моделирования
5.2 Статистическое моделирование вращательного движения СК
5.3 Оценка влияния различных возмущений на статистические
характеристики угла нутации и модуля угловой скорости СК
Заключение
Список использованных источников
Приложение 1. Функции и отдельные составляющие в уравнениях движения тросовой системы, записанной с учётом вращения концевых тел
относительно центров масс
Приложение 2. Расчёт номинальной траектории развёртывания КТС с учетом
пространственного движения троса
Приложение 3. Компоненты кинетического момента и тензора инерции СК в тросовой системе координат

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
КА - космический аппарат;
СК - спускаемая капсула;
КТС - космическая тросовая система; у/ - угол прецессии; а - угол нутации;
(р - угол собственного вращения;
О и (5 - углы, определяющие положение троса относительно местной вертикали;
Fc - управляющая сила в механизме выпуска троса;
L - длина троса;
PL,PV ' коэффициенты обратной связи; д - комплексный угол нутации;
Тс - кинетическая энергия;
К - вектор кинетического момента; to - вектор угловой скорости;
М - главный вектор моментов всех внешних сил;
J - тензор инерции;
AJ - величина, характеризующая динамическую асимметрию малого космического аппарата;
ККА ’ РалиУс"вект0Р ЦентРа масс КА;
R„., - радиус-вектор центра масс СК;

- радиус-вектор центра масс КТС;
V - номинальная скорость отделения СК; с - жёсткость троса.

Рис. 2.1 - Схема КТС На рис. 2.1 введены следующие обозначения: - радиус-вектор

центра масс КА с1; - радиус-вектор центра масс СК с2; Яс- радиус-
вектор центра масс связки с (КА, СК и троса); АИ|, AR2- радиус-вектора
точек крепления троса к КА и СК соответственно; вектора Ь], Ь
определяют положение точек крепления троса к КА и СК относительно