Разработка комплексной методики определения динамических параметров жесткой посадки спускаемого аппарата на поверхность планеты

• Автор: Корянов, Всеволод Владимирович
• Шифр специальности: 05.07.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Содержание

Список условных аббревиатур

Введение

Глава Ї. Математическая модель динамики пространственного

движения СА на этапе посадки

1.1. Методика расчета сил и моментов при жесткой

посадке СА на поверхность планеты

1.2. Системы координат, используемые при

формировании математической модели посадки СА

1.2.1. Переход от инерциальной системы координат

к связанной
1.2.2. Переход от связанной с корпусом СА системы координат к связанной с контейнером
1.3. Динамические и кинематические дифференциальные уравнения поступательного и вращательного
движения СА с учетом перемещения полезного груза
Глава 2. Физическая модель динамики посадки СА на
поверхность планеты
2.1 Алгоритм определения силовых факторов
2.2. Математическая модель силового воздействия грунта
при жесткой посадке СА
2.2.1 Математическая модель влияющих силовых
факторов
2.2.2. Основные характеристики грунта
Глава 3. Комплексное исследование посадки спускаемого
аппарата на поверхность планеты при различных
начальных условиях
3.1. Численное моделирование посадки

3.1.1. Первый вид СА
3.1.2. Второй вид СА
3.2. Проведение моделирования динамики движения спускаемого аппарата
3.3. Анализ результатов расчетов параметров движения
СА при посадке на мягкий грунт
3.3.1. Графические зависимости для посадки в
условиях Марса
3.3.2. Графические зависимости для посадки в
условиях Титана
3.3.3. Графические зависимости для посадки в
условиях Земли
Глава 4. Экспериментальные исследования влияния грунта на
параметры движения СА при посадке
4.1. Особенности проведения экспериментов по определению перегрузок, действующих на СА при
посадке
4.2. Программа испытаний и состав измерений при проведении бросковых испытаний СА
4.2.1. Определение скорости по результатам
бросковых испытаний макета СА
4.2.2. Оценки погрешностей полученных
результатов
4.3. Результаты взаимодействия макетов СА с разными
видами грунтов
Выводы и заключение
Список литературы
Приложения (пакет программ)
Список условных аббревиатур
СА - спускаемый аппарат
КА - космический аппарат
АМС - автоматическая межпланетная станция
ВА - возвращаемый аппарат
СУ - стабилизирующее устройство
ИСМ - искусственный спутник Марса
ЛА - летательный аппарат
ТЗП - теплозащитное покрытие
ПАО - программно-алгоритмические обеспечение

СОЯ&р -СОХ\І р

-СОБ&р ■ЯІПЦІр
А2 = віпур ■ 57/7|/р -
-сохур -ХІпЬр -СОХЦІр
+ яіпур -СОЯХУр
яіпур -ХІП^р -СОХ\Ір + со5у р -ятлур
яіпур ■СОяО-р —БІПУр -ят^р -ХІПЦІр + + сохур ■ СОХ {У р
1.3. Динамические и кинематические дифференциальные уравнения поступательного и вращательного движения СА с учетом перемещения полезного груза.
Аппарат конструктивно можно представить как систему (см. рис. 1.2) двух абсолютно жестких тел:
1. Корпуса с центром масс в точке О;
2. Подвижного контейнера с центром масс в точке Р.
Поскольку положение центра масс контейнера изменяется во времени, положение центра масс системы (точка С) так же будет изменяться. Принимается шесть степеней свободы контейнера в относительном движении.
Пространственное движение твердого тела в преграде описывается уравнениями, в общем случае представляющими нижеследующее.
Уравнение движения центра масс системы [8, 15, 42]:
где: т - масса системы; У/(у - ускорение центра масс системы; Р - главный вектор сил сопротивления со стороны преграды и силы тяжести.
Ускорение центра масс системы определяется по формуле:
где в системе координат 0иХиУи2и: №() ~ ускорение точки О; є - угловое ускорение корпуса; со - угловая скорость корпуса; в системе ОХУА: У(у - ра-
тІУс = Р
(1.3)
1¥С = Щу + ехгс + сох(сохгс) + + 2ш хУ(уг