Модальные испытания крупногабаритных низкочастотных космических конструкций с использованием пассивной компенсации веса

Авиационная и ракетно-космическая техника


Авторы

Максимов В. Н.1, 2*, Максимов П. Н.1, 2**, Кондратьев К. В.1***

1. АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва», ул. Ленина, 52, Железногорск, Красноярский край, 662972, Россия
2. Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева, проспект им. газеты Красноярский рабочий, 31, Красноярск, 660037, Россия

*e-mail: 1928d@mail.ru
**e-mail: 1528d@mail.ru
***e-mail: kondratevkv@iss-reshetnev.ru

Аннотация

Представлены результаты модальных испытаний низкочастотной космической конструкции с применением пассивной системы компенсации веса. Объектом исследования являлось крыло солнечной батареи в раскрытом состоянии. Основной целью испытаний было определение динамических характеристик конструкции при колебаниях из плоскости. Для моделирования условий невесомости после сборки испытательной схемы проводилось обезвешивание изделия. В ходе модального анализа было выявлено девять собственных форм колебаний, для каждой из которых определены собственная частота, форма и логарифмический декремент затухания. Собственные частоты сопоставлены с расчетными значениями, полученными в рамках конечно-элементного моделирования, с целью валидации численной модели [1–3].

Ключевые слова:

коэффициент демпфирования механического устройства батареи солнечной (МУ БС), модальные испытания МУ БС, активная система компенсации веса, первые формы колебаний МУ БС, низкие первые собственные частоты

Список источников

  1. Колышев Е.С., Крапивко А.В. Экспериментальные методы определения динамических характеристик опор шасси самолета // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 4. С. 66-80. DOI: 10.34759/vst-2019-4-66-80
  2. Бернс ВА., Жуков Е.П., Лакиза П.А. и др. Опыт диагностики авиационных конструкций в процессе вибрационных испытаний // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31. № 4 С. 113–122. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=183589
  3. Пронин М.А., Рябыкина Р.В., Смыслов В.И. Экспериментальное исследование вынужденных колебаний самолета при отрыве лопатки двигателя // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 51-60.
  4. Avitabile P. Modal Testing: A Practitioner's Guide. Wiley; 2017. 544 p.
  5. Zaveri K. Modal analysis of large structures: Multiple exciter systems. Nærum: Bruel & Kjer; 1985. 124 p.
  6. Жуков Е.П., Маленкова В.В., Маринин Д.А. и др. Способ идентификации параметров собственных тонов колебаний по результатам модальных испытаний // XIV Королевские чтения: Сборник трудов Международной молодежной научной конференции (03–05 октября 2017; Самара). Самара: Изд-во Самарского университета, 2017. Т. 1. С. 95.
  7. Микишев Г.Н., Пронин Н.Д., Швейко Ю.Ю. и др. Оценка эффективности некоторых экспериментальных методов определения основных динамических характеристик упругих конструкций // Исследования по теории сооружений: Сборник статей. М.: Стройиздат, 1970. № 10. С. 85–100.
  8. Дрыжак В.Б., Верхогляд А.Г., Емельянов Э.Л. и др. Способ обезвешивания и возбуждения колебаний при модальных испытаниях и устройство для его осу-ществления. Патент RU2677942C2. Бюл. № 3, 22.01.2019.
  9. Schulte Wethof B., Maas J. Design of an Electromagnetic Linear Drive with Permanent Magnetic Weight Compensation // Actuators. 2024. Vol. 13. No. 3: 107. DOI: 10.3390/act13030107
  10. Максимов В.Н., Кондратьев К.В., Матюха Н.В. и др. Построение имитационной модели системы обезвешивания с использованием среды MATLAB Simulink // Труды МАИ. 2025. № 140. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=184067
  11. Максимов В.Н., Кондратьев К.В., Максимов П.Н. Активная система компенсации веса // Вестник Московского авиационного института. 2025. Т. 32. № 1. С. 145-152. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=184457
  12. Ермаков В.Ю. Экспериментально-математическое моделирование длинномерной конструкции на основе результатов частотных испытаний // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 3. С. 29-40. DOI: 10.34759/vst-2022-3-29-40
  13. Ермаков В.Ю. Термовакуумные исследования по определению динамических характеристик длинномерных конструкций // Тепловые процессы в технике. 2022. Т. 14. № 9. С. 386-393. DOI: 10.34759/tpt-2022-14-9-386-393
  14. Ермаков В.Ю., Мазлумян Г.С., Сова А.Н. и др. Метод и результаты математического моделирования динамики пространственных конструкций панелей солнечных батарей перспективных космических аппаратов // Двойные технологии. 2019. № 4 (89). С. 27-30.
  15. Ермаков В.Ю. Динамическое моделирование длинномерной конструкции объекта с учетом влияния воздушной среды // Двойные технологии. 2022. № 3(100). С. 42-48.
  16. Максимов В.Н., Маринин Д.А., Максимов П.Н. и др. Разработка линейного подшипника оборудования для модальных испытаний низкочастотных слабо демпфированных конструкций космических аппаратов // Динамика и виброакустика. 2024. Т. 10. № 2. С. 59–69. DOI: 10.18287/2409-4579-2024-10-2-59-69
  17. Шейнберг С.А., Жедь В.П., Шишеев М.Д. и др. Опоры скольжения с газовой смазкой. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1979. 336 с.
  18. Kukathasan S.K., Pellegrino S. Vibration of prestressed membrane sructures in air // 43rd AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics, and Materials Conference (22-25 April 2002; Denver, Colorado), p. 11. DOI: 10.2514/6.2002-1368
  19. Smith K.S., Peng C. Air mass effect on the Cassini high gain antenna // 15 IMACS World Congress on Scientific Computation, Modelling, and Applied Mathematics (26-30 August 1997; Berlin, Germany), рр. 319–324.
  20. Межин В.С., Притыковский Б.П., Авершьева А.В. Оценка влияния воздушной среды на резонансные частоты и коэффициенты демпфирования солнечных батарей космических аппаратов, регистрируемые при наземных модальных испытаниях // Космическая техника и технологии. 2015. Т. 19. № 2. С. 75–81.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2026