Верификация уравнений математической модели движения спускаемого аппарата с применением разработанного технического комплекса

2025. Т. 32. № 3. С. 185-197.

Авторы

Кухаренко А. С.1*, Корянов В. В.1**, Кухаренко С. Н.2***

1. ФГБОУ ВПО «Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана», 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5, с. 1
2. Гомельский государственный технический университет им. П.О. Сухого, Гомель, Республика Беларусь

*e-mail: kuharenko-as@mail.ru
**e-mail: vkoryanov@bmstu.ru
***e-mail: kuharenko-sn@mail.ru

Аннотация

Создан комплекс, моделирующий угловое движение спускаемого аппарата управляемого смещением центра масс за счет поворота внутренней подвижной массы. Комплекс состоит из механической системы, измерительного оборудования и программного обеспечения для обработки результатов измерений. Исследования с применением данного комплекса подтвердили правильность математической модели углового движения спускаемо аппарата, управляемого смещением центра масс. Комплекс позволил оценить влияние моментов сил трения на рассогласование теоретических и экспериментальных результатов.

Ключевые слова:

изменение положения центра масс, поворот полезной нагрузки, внутренняя подвижная масса, верификация уравнений математической модели, управление движением спускаемого аппарата

Список источников

  1. Фаворский В.В., Мещеряков И.В. Космонавтика и ракетно-космическая промышленность. Кн. 2. Развитие отрасли (1976-1992). Сотрудничество в космосе. М.: Машиностроение, 2003. 430 с.
  2.  Kulu E. In-Space Manufacturing - 2024 Industry Survey, Trends, Economics and Enablers // IAF Microgravity Sciences and Processes Symposium (14-18 October 2024; Milan, Italy), pp. 383-416. DOI: 10.52202/078356-0050
  3.  Frick J., Kulu E., Rodrigue G., et al. Semiconductor Manufacturing in Low-Earth Orbit for Terrestrial Use. 2023. DOI: 10.31219/osf.io/d6ar4
  4.  Самотохин А.С. Алгоритм ограничения перегрузки на рикошетирующей траектории возвращения от Луны. М.: ИПМ им. М.В. Келдыша. 2020. № 86. 21 с. Препринт. DOI: 10.20948/prepr-2020-86
  5.  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. № 4. С. 38-46. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=27227 EDN OIFYXZ.
  6.  Леонов В.В., Гришко Д.А., Айрапетян М.А. и др. Тепловой анализ траекторий возвращения от Луны с несколькими входами в атмосферу для баллистической капсулы и аппаратов скользящего спуска // Космические исследования. 2021. Т. 59. № 3. С. 196-208. DOI: 10.31857/S0023420621030079
  7.  Кудрявцев С.И. Анализ баллистических проблем организации спуска перспективного пилотируемого транспортного корабля с орбиты искусственного спутника Земли для безопасной посадки на территории России // Инженерный журнал: наука и инновации. 2018. № 2(74). DOI: 10.18698/2308-6033-2018-2-1731
  8.  Кухаренко А.С. Экспериментальное исследование углового движения твердого тела под влиянием изменяющегося тензора инерции // Фундаментальные и прикладные задачи механики: Сборник трудов Международной конференции (05–08 декабря 2023; Москва). М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2024. С. 138-141.
  9.  Кухаренко А.С. Управляемый посредством смещения центра масс полет спускаемого аппарата, оснащенного надувным тормозным устройством // Идеи Циолковского в теориях освоения космоса: сборник трудов 58-х Научных чтений (19–21 сентября 2023; Калуга). Калуга: ИП Стрельцов И.А., 2023. С. 257-261.
  10.  Кухаренко А.С., Корянов В.В., Игнатов А.И., и др. Математическая модель углового движения спускаемого аппарата, управляемого смещением центра масс // Инженерный журнал: наука и инновации. 2025. № 7(163). DOI: 10.18698/2308-6033-2025-7-2462
  11.  Иванов Д.С., Овчинников М.Ю., Ткачев С.С. Стенд КОСМОС для моделирования движения макетов системы управления микроспутников и обзор мировых аналогов. М.: ИПМ им. М.В. Келдыша. 2016. № 138. 32 с. Препринт. DOI:10.20948/prepr-2016-138
  12.  Schwartz J., Peck M.A., Hall C.D. Historical Review of Air-Bearing Spacecraft Simulators // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. 2003. Vol. 26. No. 3, pp. 513-522. DOI: 10.2514/1.1035
  13.  Иванов Д.С., Карпенко С.О., Овчинников М.Ю., и др. Лабораторные испытания алгоритмов управления ориентацией микроспутника «Чибис-М». М.: ИПМ им. М.В. Келдыша. 2011. № 40. 29 с. Препринт. URL: http://library.keldysh.ru/preprint.asp?id=2011-40
  14.  Карпенко С.О., Овчинников М.Ю. Лабораторный стенд для полунатурной отработки систем ориентации микро- и наноспутников. М.: ИПМ им. М.В. Келдыша. 2008. № 38. 32 с. Препринт. URL: https://keldysh.ru/papers/2008/prep38/prep2008_38.html?ysclid=mdijwp6fuo206752891
  15.  Клековкин А.В. Исследование динамики движения в жидкости роботов с неизменяемой формой оболочки и управляемых внутренними роторами: Дисс. ... канд. техн. наук. Ижевск, 2020. 131 с.
  16.  Atkins B.M. Mars precision entry vehicle guidance using internal moving mass actuators. Ph.D. Virginia Polytechnic Institute and State University, United States. 2014.
  17.  Menon P., Sweriduk G., Ohlmeyer E., et al. Integrated guidance and control of moving mass actuated kinetic warheads // Journal of Guidance Control & Dynamics. 2004. Vol. 27. No. 1, pp. 118-126. DOI: 10.2514/1.9336
  18.  Кухаренко А.С., Корянов В.В. Угловое движение спускаемого аппарата при управлении методом поворота полезной нагрузки // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 3. С. 174-186.
  19.  Раус Э. Динамика системы твердых тел. В 2 томах /Пер. с англ. под ред. Ю.А. Архангельского и В.Г. Демина. М.: Наука, 1983. Т. 1, 464 с.
  20.  Дмитриевский А.А., Казаковцев В.П., Устинов В.Ф., и др. Движение ракет: Введение в теорию полета ракет. М.: Воениздат, 1968. 464 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2025