Амортизация автоматических космических аппаратов при посадке на планеты и их спутники с учетом упругости конструкции посадочного устройства


DOI: 10.34759/trd-2021-121-10

Авторы

Берников А. С., Петров Ю. А., Сергеев Д. В.*, Штокал А. О.

Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина, ул. Ленинградская, 24, Химки, Московская область, 141400, Россия

*e-mail: sergeevdv@laspace.ru

Аннотация

Статья посвящена исследованию динамики посадки автоматических космических аппаратов (АКА), совершающих посадку на планеты и их спутники. Амортизация АКА при посадке осуществляется с помощью энергопоглотителей одноразового применения, размещенных в посадочном устройстве (ПУ). Разработана динамическая модель процесса посадки с учетом упругости конструкции ПУ. Для определения сил и моментов, действующих на АКА от элементов конструкции ПУ разработан и представлен алгоритм определения деформации элементов конструкции для опор ПУ, контактирующих с грунтом. Приведены результаты расчетов динамики посадки аппарата для случаев посадки в которых реализуются максимальные перегрузки и устойчивость аппарата к опрокидыванию при посадке на склон. Даны рекомендации для обеспечения устойчивости аппаратов, совершающих посадку на кометы и спутники с малой гравитацией.

Ключевые слова:

автоматический космический аппарат, динамика посадки, посадочное устройство, энергопоглотитель, амортизатор, устойчивость аппарата, угловая скорость

Библиографический список

  1. Базилевский А.Т., Григорьев Е.И., Ермаков С.Н. и др. Проектирование спускаемых автоматических космических аппаратов: Опыт разработки диалоговых процедур. — М.: Машиностроение, 1985. — 264 с.
  2. Баженов В.И., Осин М.С. Посадка космических аппаратов на планеты. — М.: Машиностроение, 1978. — 159 с.
  3. Петров Ю.А., Макаров В.П., Колобов А.Ю., Алешин В.Ф. Посадочные устройства космических аппаратов (КА) на основе пенопластов и сотоблоков // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2010. № 04. С. 8.
  4. Цыганков О.С. Система амортизации нагрузок на космический аппарат при посадке на безатмосферные объекты. Патент № 2725103 РФ, МПК B64G 1/62(2006.01), опубл. 29.06.2019.
  5. Белицкий Д.С., Жарков М.Н., Щиблев Ю.Н., Четкин С.В., Лубнин А.В. Посадочное устройство космического корабля. Патент № 2521451 РФ. МПК B64G 1/62(2006.01), опубл. 27.06.2012.
  6. Гущин В.Н. Панкратов А.Д., Родионов Б.М. Основы устройства и конструирования космических аппаратов. — М.: Машиностроение, 1992. — 256 с.
  7. Гущин В.Н. Основы устройства космических аппаратов. — М.: Машиностроение, 2003. — 272 с.
  8. Воронин В.В. Динамика процесса посадки спускаемого аппарата на участке его контакта с поверхностью // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2012. Т. 11. № 4. С. 52-58.
  9. Бухгольц Н.Н. Основной курс теоретической механики в 2 частях. — М.: Наука, 1965. Ч.1. — 486 с; 1966. Ч.2. — 332 с.
  10. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. — М.: Наука, 1967. — 575 с.
  11. Яблонский А.А., Никифорова В.М. Курс теоретической механики. — М.: КноРус, 2011. — 603 с.
  12. Малышев В.В., Старков А.В., Титков М.А. Имитация мягкой посадки в земных условиях // Труды МАИ. 2015. № 79. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=55790
  13. Кемурджиан А.Л., Громов В.В., Черкасов И.И., Шварев В.В. Автоматические станции для изучения поверхностного покрова Луны. — М.: Машиностроение, 1976. — 200 с.
  14. Остославский И.В., Стражева И.В. Динамика полета — М.: Машиностроение, 1969. — 499 с.
  15. Буслаев С.П., Воронцов В.А., Графодатский О.С. Проблемы моделирования посадок венерианских космических аппаратов для различных грунтов-аналогов // Труды МАИ. 2017. № 96. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=85909
  16. Чуркин В.М. Математическая модель движения системы мягкой посадки космического аппарата // Труды МАИ. 2011. № 49. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=27969
  17. Алексашкин С.Н., Пичхадзе К.М., Финченко В.С. Принципы проектирования спускаемых в атмосферах планет аппаратов с надувными тормозными устройствами // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2012. № 2 (13). С. 4-11.
  18. Бакулин В.Н., Борзых С.В., Воронин В.В. Математическое моделирование процесса посадки космического аппарата на участке его контакта с поверхностью // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 5. С. 211-218.
  19. Бакулин В.Н., Борзых С.В., Родионов О.Л., Марков М.В. Моделирование процесса мягкой посадки спускаемого аппарата, выполненного по схеме «несущий корпус» // 3-я Международная конференция и выставка «Авиация и космонавтика». — М.: Изд-во МАИ. 2004. С. 71 — 72.
  20. Буслаев С.П. Прогнозирование успешной посадки автоматической межпланетной станции на поверхность небесного тела в условиях неопределенности // Космические исследования. 1987. № 2. С. 186-192.
  21. Микишев Т.Н. Экспериментальные методы в динамике космических аппаратов. — М.: Машиностроение, 1978. — 248 с.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход