Оценка влияния температурного удара на динамику орбитального движения космического аппарата технологического назначения

Авиационная и ракетно-космическая техника

Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов

2019. Т. 26. № 4. С. 200-208.

DOI: 10.34759/vst-2019-4-200-208

Авторы

Седельников А. В. *, Белоусова Д. А. **, Орлов Д. И. ***, Филиппов А. С. ****

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

*e-mail: axe_backdraft@inbox.ru
**e-mail: daryabelousova@outlook.com
***e-mail: grand_99v@mail.ru
****e-mail: filippoval89@mail.ru

Аннотация

Представлены результаты оценки модуля микроускорений, возникающих при температурном ударе, для ма­лого космического аппарата (МКА), содержащего панели солнечных батарей (ПСБ). Получены значения мик­роускорений для МКА типа «Возврат–МКА». Доказано, что для успешной реализации гравитационно-чувстви­тельных процессов на борту МКА технологического назначения с теневым участком орбиты требуется разработ­ка алгоритмов управления, нивелирующих температурный удар, с точки зрения компенсации возникающих микроускорений.

Ключевые слова

космический аппарат, теневой участок орбиты, упругие элементы, центр масс, трёхмерная задача теплопроводности, краевая задача, алгоритмы управления

Библиографический список

  1. Жуков Г.П., Абашидзе А.Х. Международное косми­ческое право : Учебник для бакалавриата и магис­тратуры. – М.: Изд-во Юрайт, 2019. – 527 с.

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

  3. Астахов Н.Н., Каргу Д.Л., Горбулин В.И., Стеганов Г.Б., Шубин ДА. Математическое моделирование дина­мики температуры солнечных батарей в различных условиях орбитального полета космического аппа­рата // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Се­рия «Машиностроение». 2016. № 6(111). С. 4-21.

  4. Shen Z, Li H, Liu X., Hu G. Thermal shock induced dynamics of a spacecraft with a flexible deploying boom // Acta Astronautica. 2017. Vol. 141, pp. 123- 131. DOI: 10.1016/j.actaastro.2017.10.004

  5. Bainum P.M., Hamsath N., Krishna R. The dynamics and control of large space structures after the onset of thermal shock // Acta Astronautica. 1989. Vol. 19. No. 1, pp. 1-8. DOI: 10.1016/0094-5765(89)90002-7

  6. Chamberlain M.K., Kiefer S.H., Banik J.A. On-Orbit Structural Dynamics Performance of the Roll-Out Solar Array // 2018 AIAA Spacecraft Structures Conference. URL: 10.2514/6.2018-1942

  7. Седельников А.В., Лузин Ю.Я., Филиппов А.С., Хны- рева Е.С., Ивашова Т.А., Горожанкина А.С. Тест проверки корректности работы магнитометров на лётном образце малого космического аппарата «Аист» // Приборы и системы. Управление, конт­роль, диагностика. 2018. № 2. С. 34- 39.

  8. Земсков В.С., Раухман М.Р., Шалимов В.П., Второв Л.В., Сенченков Л.С., Сазонов В.В. Эксперименталь­ные исследования влияния остаточных микроуско­рений на неоднородности состава монокристаллов полупроводников, выращиваемых путем направ­ленной кристаллизации расплавов на борту косми­ческих аппаратов // Космонавтика и ракетострое­ние. 2007. № 4(49). С. 18- 25.

  9. Сычев В.Н., Ильин Е.А., Ярманова Е.Н., Раков Д.В., Ушаков И.Б., Кирилин А.Н., Орлов О.И., Григорьев А.И. Проект «Бион- М1»: общая характеристика и предварительные итоги // Авиакосмическая и эко­логическая медицина. 2014. Т. 48. № 1. С. 7- 14.

  10. SedelnikovA.V. Fast Analysis of Onboard Measurements of the Earth Magnetic Field for the Purpose of Microaccelerations Decrement on Board of the «AIST» Small Spacecraft During its Uncontrolled Orbital Flight // International Review of Aerospace Engineering. 2018. Vol. 11. No. 2, pp. 76- 83. DOI: 10.15866/irease.v11i2.13238

  11. Овчинников М.Ю., Пень-ков В.И., Ролдугин Д.С., Иванов Д. С. Магнитные системы ориентации ма­лых спутников. – М.: ИПМ им. М.В. Келдыша, 2016. – 366 с. URL: http://keldysh.ru/e-biblio/ovchinnikov DOI:10.20 948/mono-2016-ovchinnikov

  12. Карпенко С.О., Куприянова Н.В., Овчинников М.Ю. Система ориентации первого российского нанос­путника ТНС-0 № 1 // Космические исследования. 2010. Т. 48. № 6. С. 532- 540.

  13. Ovchinnikov M., Roldugin D., Penkov V., Tkachev S Mashtakov Y. Fully magnetic sliding mode control for acquiring three-axis attitude // Acta Astronautica. 2016. Vol. 121, pp. 59-62. DOI: 10.1016/j.actaastro.2015.12.031

  14. Абрашкин В.И., Воронов К.Е., Пияков А.В., Лузин Ю.Я., Сазонов В.В., Сёмкин Н.Д., Филиппов А.С., Чебуков С.Ю. Неуправляемое вращательное движе­ние малого спутника АИСТ // Космические иссле­дования. 2015. Т. 53. № 5. С. 395- 408.

  15. Абрашкин В.И., Воронов К.Е., Пияков А.В., Лузин Ю.Я., Сазонов В.В., Сёмкин Н.Д., Филиппов А.С., Чебуков С.Ю. Неуправляемое вращательное дви­жение опытного образца малого космического ап­парата АИСТ // Космические исследования. 2017. Т. 55. № 2. С. 135-149.

  16. Семкин Н.Д., Воронов К.Е., Телегин А.М., Пияков А.В., Пияков И.В. Результаты экспериментов, полу­ченных с помощью научной аппаратуры «МАГ- КОМ» и «Метеор» малого космического аппарата «Аист» // Авиакосмическое приборостроение. 2014. № 7. С. 30 – 43.

  17. Семкин Н.Д., Сазонов В.В., Воронов К.Е., Пияков А.В., Дорофеев А. С., Ильин А.Б., Пузин Ю.Я., Видма- нов А. С. Измерение параметров магнитного поля и анализ возмущений на борту малых космических аппаратов «Аист» // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2015. Т. 18. № 4. С. 67–­73.

  18. Белоусов А.И., Сёмкин Н.Д., Седельников А.В., Воро­нов К.Е., Пияков А.В., Филиппов А. С., Пузин Ю.Я. Анализ вращательного движения малых космичес­ких аппаратов серии «Аист» // Авиакосмическое приборостроение. 2017. № 8. С. 3-10.

  19. Kluever C.A. Using edelbaum’s method to compute low- thrust transfers with earth-shadow eclipses // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2011. Vol. 34. No. 1, pp. 300-303. DOI: 10.2514/1.51024

  20. Kluever C.A. Low-thrust transfers with Earth-shadow and power-degradation effects // Advances in the Astronautical Sciences. 2011. Vol. 140, pp. 1899-1914.

  21. Седельников А.В., Пузин Ю.Я., Филиппов А.С., Хнырева Е.С. Оценка эффективности программно-ап­паратного средства обеспечения и контроля угло­вой скорости вращения малого космического ап­парата // Вестник Московского авиационного ин­ститута. 2018. Т. 25. № 4. C. 152 – 162.

  22. Лобыкин А.А. Методы улучшения микрогравитаци­онной обстановки на борту автоматического кос­мического аппарата, предназначенного для микро­гравитационных исследований // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные ис­следования. 2009. № 2. С. 84-91.

  23. Борисов А.Е., Ёлкин К.С., Левтов В.Л. и др. Мик­рогравитационная обстановка на борту КА «Фотон-М», российском сегменте МКС, ГТК «Про­гресс-М», перспективном КА «ОКА-Т», предло­жения по созданию требуемых экспериментами условий микрогравитации // Актуальные пробле­мы российской космонавтики: Труды XXXII Ака­демических чтений по космонавтике. – М.: Комис­сия РАН по разработке научного наследия пионе­ров освоения космического пространства, 2008. С. 50-56.

  24. Цой П.В. Методы расчета задач тепломассоперено­са. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 416 с.

  25. Седельников А.В., Казарина МИ. Влияние темпера­турных деформаций упругих элементов на динами­ку КА типа «НИКА-Т» // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 2. C. 47-51.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2020