Динамика составного космического аппарата с подвижным устройством в трёхосном кардановом подвесе

Авторы

Алексеев А. В., Дорошин А. В.^*, Ерёменко А. В.^**, Крикунов М. М., Недовесов М. О.

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

*e-mail: doroshin@ssau.ru
**e-mail: huntergalaxy@bk.ru

Аннотация

В работе моделируется движение космического аппарата изменяемой конфигурации, связанной с наличием внутри базового тела – носителя дополнительного подвижного твердого тела, закрепленного в кардановом подвесе. Внутреннее тело представляет собой подвижное устройство различного функционального назначения, которое может представлять собой перенаправляемую антенну, телескоп, либо рабочий элемент системы дистанционного зондирования. Математическая модель движения системы строится на основе совместного применения теоремы об изменении кинетического момента и формализма Лагранжа. Моделирование пространственного движения системы осуществляется без ограничений на величины углов относительного движения подвижного устройства.

Ключевые слова

космический аппарат, движение вокруг центра масс, динамика свободного движения, подвижное устройство, карданов подвес

Библиографический список

1. Schiehlen W. Research trends in multibody system dynamics // Multibody System Dynamics, 2007, vol. 18, no. 1, pp. 3 – 13.

2. Wittenburg J. Dynamics of Systems of Rigid Bodies, Stuttgart, Teubner, 1977, 224 p.

3. Wittenburg J. Beitrage zur dynamik von gyrostaten, Quaderno, Accademia Nazional dei Lincei, 1975, no. 227, pp. 1 – 187.

4. Likins P.W. Spacecraft Attitude Dynamics and Control – A Personal Perspective on Early Developments // Journal Guidance Control Dynamic, 1986, vol. 9, no. 2, pp. 129 – 134.

5. Бейнум П.М., Фуксел П.Дж., Мэкисон Д.Л. Движение и устойчивость спутника с двойным вращением, снабженного демпферами нутации. – M.: Мир:, 1975. Т.1. С. 59 – 78.

6. Аншаков Г.П., Асланов В.С., Балакин В.Л., Дорошин А.В., Квашин A.С., Круглов Г.Е., Юдинцев В.В. Динамические процессы в ракетно-космических системах // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета им. академика С.П Королёва. 2003. №. 1. С. 1 – 23.

7. Асланов В.С., Дорошин А.В. Стабилизация спускаемого аппарата частичной закрутки при осуществлении неуправляемого спуска // Космические исследования. 2002. Т. 40. №. 2. С. 193 – 200.

8. Асланов В.С., Дорошин А.В. О двух случаях движения неуравновешенного гиростата // Известия РАН. Механика твердого тела. 2006. № 4. С. 42 – 55.

9. Doroshin A.V., Heteroclinic chaos and its local suppression in attitude dynamics of an asymmetrical dual-spinspacecraft and gyrostat-satellites. The part I – main models and solutions // Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 2016, no. 31 (1-3), pp. 151 – 170.

10. Асланов В.С., Пикалов Р.С. Безударное сближение космического мусора с буксиром при использовании тросовой системы // Труды МАИ. 2017. № 92. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=76750

11. Крикунов М.М. Исследование динамики пространственного движения тел переменного состава // Труды МАИ. 2010. № 41. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=23801

12. Архангельский Ю.А. Аналитическая динамика твердого тела. – М.: Наука, 1977. – 328 с.

13. Бухгольц Н.Н. Основной курс теоретической механики. – М.: Наука, 1966. – 172 с.

14. Anton V. Doroshin, Attitude Dynamics of Spacecraft with Control by Relocatable Internal Position of Mass Center // Proceedings of the International MultiConference of Engineers and Computer Scientists, IMECS 2017, Hong Kong, March 15-17, 2017, vol. 1, pp. 231 – 235.

15. Cochran J.E., Shu P.H., Rew S.D. Attitude motion of asymmetric dual-spin spacecraft // Journal Guidance Control Dynamic, 1982, no. 5, pp. 37 – 42.

16. Chinnery A.E., Hall C.D. Motion of a Rigid Body with an Attached Spring-Mass Damper // Journal Guidance Control Dynamic, 1995, vol. 18, no. 6, pp. 1404 – 1409.

17. Or A.C. Dynamics of an Asymmetric Gyrostat // Journal of Guidance, Control Dynamics, 1998, vol. 21, no. 3, pp. 416 – 420.

18. Sarychev V.A., Mirer S.A., Isakov A.V. Dual-spin satellites with gyro-damping // Acta Astronautica, 1981, vol. 9, no. 5, pp. 285 – 289.

19. Kozlov V.V. Methods of Qualitative Analysis in the Dynamics of a Rigid Body, Moscow, 1980, Izd-vo Moskovskogo Universiteta, 231 p.

20. Ivin E.A. Decomposition of variables in task about gyrostat motion // Vestnik MGU. Mathematics and Mechanics, 1985, no. 3, pp.69 – 72.

Скачать статью