Оценка выполнимости требований по угловой скорости малого космического аппарата с учётом температурного удара


Авторы

Седельников А. В.*, Николаева А. С.**, Сердакова В. В.***

Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева, Московское шоссе, 34, Самара, 443086, Россия

*e-mail: axe_backdraft@inbox.ru
**e-mail: ezhevichka333@gmail.com
***e-mail: valeriay.121@yandex.ru

Аннотация

Явление температурного удара возникает при перемещении космического аппарата из тени Земли на освещённые Солнцем участки орбиты и сопровождается появлением температурных деформаций больших упругих элементов космического аппарата. Эти деформации могут существенно влиять на движение космического аппарата, особенно когда речь идёт о малом космическом аппарате. Возмущения от температурного удара в некоторых случаях снижают качество выполнения целевых задач малым космическим аппаратом, например качество снимков поверхности Земли. В работе получены зависимости возмущающих факторов от температурного удара. Оценены параметры движения малого космического аппарата, возникающие вследствие данных возмущений. Проведен анализ выполнения требований по обеспечению целевых значений угловой скорости малого космического аппарата дистанционного зондирования Земли типа EO-1. Результаты работы могут быть использованы при выполнении задач дистанционного зондирования Земли малым космическим аппаратом.

Ключевые слова:

температурный удар, панель солнечной батареи, малый космический аппарат, возмущающий момент, угловое ускорение

Библиографический список

  1. Кирилин А.Н., Ахметов Р.Н., Шахматов Е.В. и др. Опытно-технологический малый космический аппарат «АИСТ-2Д»: монография. – Самара: Изд-во СамНЦ РАН, 2017. – 324 с.

  2. Зимин И.И., Валов М.В. Разработка малого космического аппарата дистанционного зондирования Земли // Труды МАИ. 2015. № 81. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=57807

  3. Sedelnikov A.V., Serdakova V.V., Orlov D.I., Nikolaeva A.S., Evtushenko M.A. Modeling the Effect of a Temperature Shock on the Rotational Motion of a Small Spacecraft, Considering the Possible Loss of Large Elastic Elements Stability // Microgravity Science and Technology, 2022, vol. 34, no. 78. DOI: 10.1007/s12217-022-09997-6

  4. Belousova D.A., Serdakova V.V. Modeling the temperature shock of elastic elements using a one-dimensional model of thermal conductivity // International Journal of Modeling, Simulation, and Scientific Computing, 2020, vol. 11, no. 6, pp. 2050060. DOI:10.1142/S1793962320500609

  5. Bormotov A., Orlov D., Bratkova M. Modeling the deformation of an elastic element of a small spacecraft in its plane during temperature shock // E3S Web of Conferences, 2023, vol. 376, no. 01086. DOI:10.1051/e3sconf/202337601085

  6. Седельников А.В., Орлов Д.И., Сердакова В.В., Николаева А.С. Исследование возмущений от температурного удара панели солнечной батареи при моделировании вращательного движения малого космического аппарата вокруг центра масс // Труды МАИ. 2022. № 126. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=168997. DOI: 10.34759/trd-2022-126-11

  7. Sedelnikov A.V., Serdkova V.V., Glushkov S.V., Nikolaeva A.S., Evtushenko M.A. Consideration of the Initial Deformation From Natural Oscillations of Large Elastic Elements of the Spacecraft When Assessing Microaccelerations From Thermal Shock Using a Two‑dimensional Model of Thermal Conductivity // Microgravity Science and Technology, 2022, vol. 34, no. 22. DOI:10.1007/s12217-022-09938-3

  8. Orlov D.I. Modeling the Temperature Shock Impact on the Movement of a Small Technological Spacecraft // AIP Conference Proceedings, 2021, vol. 2340 (1), pp. 050001. DOI:10.1063/5.0047296

  9. Kartashov E.M., Stomakhin I.V. Thermal reaction of viscoelastic bodies to thermal impact on the basis of a new equation of dynamic thermoviscoelasticity // Journal of engineering physics, 1991, vol. 59, pp. 1116–1125.

  10. Коровайцева Е.А. Систематизация одномерных краевых задач механики деформируемого твердого тела // Труды МАИ. 2020. № 110. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=112827. DOI: 10.34759/trd-2020-110-3

  11. Skvortsov, Y.V., Evtushenko, M.A., Khnyryova, E.S. Investigation of the Edge Effect in Laminated Composites Using the ANSYS Software // Journal of Aeronautics, Astronautics and Aviation, 2022, vol. 54, pp. 421–432.

  12. Фирсанов В.В., Фам В.Т., Чан Н.Д. Анализ напряженно-деформированного состояния многослойных композитных сферических оболочек на основе уточненной теории // Труды МАИ. 2020. № 114. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=118893. DOI: 10.34759/trd-2020-112-8

  13. Shen Z., Hu G. Thermally Induced Dynamics of a Spinning Spacecraft with an Axial Flexible Boom // Journal of Spacecraft and Rockets, 2015, vol. 52, no 5, pp. 1503–1508. DOI: 10.2514/1.A33116

  14. Shen Z., Tian Q., Liu X., Hu G. Thermally induced vibrations of flexible beams using Absolute Nodal Coordinate Formulation // Aerospace Science and Technology, 2013, vol. 29, pp. 386–393. DOI: 10.1016/j.ast.2013.04.009

  15. Wang Q., Jin D., Rui X. Dynamic Simulation of Space Debris Cloud Capture Using the Tethered Net // Space: Science & Technology, 2021, vol. 2021(5). DOI:10.34133/2021/9810375

  16. Johnston J.D., Thornton E.A. Thermal response of radiantly heated spinning spacecraft booms // Thermophysics and Heat Transfer, 1996, vol. 10, pp. 60–68. DOI: 10.2514/3.753

  17. Thornton E., Kim Y. Thermally induced bending vibrations of a flexible rolled-up solar array // AIAA Journal of Spacecraft and Rockets, 1993, vol. 30, no. 24, pp. 438-448. DOI:10.2514/3.25550

  18. Teverovsky A. Effect of thermal shock conditions on reliability of chip ceramic capacitors // In Proceedings of the European Microelectronics and Packaging Conference (EMPC), Brighton, UK, 12–15 September 2011; pp. 1–8.

  19. Sedelnikov A.V., Orlov D.I., Serdakova V.V., Nikolaeva A.S., Investigation of the stress-strain state of a rectangular plate after a temperature shock // Mathematics, 2023, vol. 11, no. 3. DOI: 10.3390/math11030638

  20. Sedelnikov A., Serdakova V., Nikolaeva A. Method of Taking into Account Influence of Thermal Shock on Dynamics of Small Satellite and its Use in Analysis of Microaccelerations // Microgravity Science and Technology, 2023, vol. 35, no. 25. DOI:10.21203/rs.3.rs-2654178/v1


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход