Выбор и обоснование рациональных проектно-конструкторских решений при разработке длинномерной пространственной конструкции космического аппарата для исследования Солнца

Авиационная и ракетно-космическая техника

2026. Т. 33. № 2. С. 98-108.

Авторы

Пласкеев Н. А.1*, Кудрявцев А. А.2**

1. Научно-производственное объединение им. С.А. Лавочкина, Химки, Московская область, Россия
2. Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, Москва, Россия

*e-mail: plaskeevna@laspace.ru
**e-mail: kudralex94@yandex.ru

Аннотация

Представлены результаты исследования проектно‑конструкторских решений при разработке космического аппарата, предназначенного для изучения Солнца. Основное внимание уделено анализу динамической совместимости подсистем в рамках выбранных конфигураций космического аппарата, в том числе исследованию влияния низкочастотных упругих колебаний длинномерных пространственных конструкций на работоспособность электромеханических исполнительных устройств. Разработана математическая модель возмущенного движения космического аппарата, позволяющая количественно определить динамические параметрические характеристики длинномерных пространственных конструкций при различных вариантах исполнения космического аппарата и эксплуатационных режимах работы.

Ключевые слова:

длинномерная пространственная конструкция, космический аппарат для изучения Солнца, динамические параметрические характеристики, фотоэлектрическая панель солнечной батареи, жидкостная ракетная двигательная установка большой и малой тяги, электроракетная двигательная установка

Список источников

  1. Телепнев П.П., Ермаков В.Ю. Проектирование устройств гашения колебаний конструкции космических аппаратов // Проектирование автоматических космических аппаратов для фундаментальных научных исследований: в 3 т. 2‑е изд., перераб. М.: Изд‑во МАИ‑Принт, 2013. Т. 1. С. 398-429.
  2. Салосина М.О. Тепловой режим солнечного зонда с учетом ударного воздействия высокоскоростных частиц пыли // Труды МАИ. 2016. № 86. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=67808
  3. Алифанов О.М., Анфимов Н.А., Беляев В.С. и др. Фундаментальные космические исследования: в 2 кн. Кн. 2. Солнечная система. М.: Физматлит, 2014. 456 с. 
  4. Алифанов О.М., Ермаков В.Ю., Туфан А. и др. Инновационный подход к обеспечению радиационной защиты обитаемых космических баз // Вестник Московского авиационного института. 2023. Т. 30. № 4. С. 88-97. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=177610
  5. Хмельницкий Я.А., Салина М.С., Катаев Ю.П. Прочностной расчет панелей солнечных батарей космических аппаратов // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 3. С. 17-24. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=95560
  6. Khmelnitsky YA, Salina MS, Kataev YP. A spacecraft solar batteries panels strength calculation. Aerospace MAI Journal. 2018;25(3):17-24. (In Russ.). URL: https://vestnikmai.ru/eng/publications.php?ID=95566&eng=Y
  7. Русских С.В., Шклярчук Ф.Н. Нелинейная динамика трансформируемых и управляемых упругих космических систем. М.: Изд-во МАИ, 2023. 159 с.
  8. Воробьев И.Н., Гришанина Т.В. Нелинейная задача динамического изгиба стержня после потери устойчивости // Труды МАИ. 2012. № 57. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=30699
  9. Бакулин В.Н., Борзых С.В., Ильясова И.Р. Математическое моделирование процесса раскрытия многозвенных солнечных батарей // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 3. С. 295-302. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=26341
  10. Галиновский А.Л., Денисов А.В., Гаврилова Е.А. и др. Проектирование каркасов солнечных батарей интегрального типа из углепластика для космического аппарата // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2019. № 12(717). С. 49-60. DOI: 10.18698/0536-1044-2019-12-49-60
  11. Василевский Г.С., Мануйлов Ю.С., Новиков Е.А. и др. Метод и алгоритмы инвариантного управления стабилизацией углового движения телеуправляемых летательных аппаратов с упругими элементами конструкции. СПб.: Ассоциация ВУЗИЗДАТ, 2025. 176 с.
  12. Алексеев С.А., Василевский Г.С., Мануйлов Ю.С. Принципы и методы обеспечения динамической совместимости конструкции и системы управления телеуправляемых летательных аппаратов. СПб.: Ассоциация ВУЗИЗДАТ, 2024. 114 с. 
  13. Лукин В.В., Соломенцева П.В. Модификация метода множителей Лагранжа с независимой контактной границей для моделирования контакта упругих тел // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. 2020. № 70. 26 с. DOI: 10.20948/prepr-2020-70
  14. Мануйлов Г.А. Вариационно‑геометрические оценки решений для пластин с закрепленным контуром на основе модифицированного метода Релея‑Ритца // Международный журнал по расчету гражданских и строительных конструкций. 2017. Т. 13. № 4. С. 121-127. DOI: 10.22337/2587-9618-2017-13-4-121-127
  15. 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
  16. Телепнев П.П., Кузнецов Д.А. Методы виброзащиты прецизионных космических аппаратов / Под ред. В.В. Ефанова. Химки: Изд‑во НПО им. С.А. Лавочкина, 2019. 263 с.
  17. Ермаков В.Ю., Туфан А., Левашкин-Леонов С.В. Экспериментально-аналитическое обоснование применения зигзагообразных пружин с ослабленными участками в виброзащитных системах космических аппаратов дистанционного зондирования Земли // Вестник Московского авиационного института. 2025. Т. 32. № 4. С. 62-72. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=186668
  18. Ермаков В.Ю. Исследование влияния алгоритмов управления приводом остронаправленной антенны на его виброактивность на борту космического аппарата // Вестник Московского авиационного института. 2019. Т. 26. № 2. С. 175-181. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=104897
  19. Kurguzov AV, Trakhman RA, Ermakov VYu, et al. Investigation of heat exchange processes in a hinge fitting based on a compliant mechanism with variable stiffness for small spacecraft. Aerospace Systems. 2025. DOI: 10/1007/s42401-025-00389-3 
  20. Jiao X, Zhang J, Li W, et al. Advances in spacecraft micro-vibration suppression methods. Progress in Aerospace Sciences. 2023;138(3):100898. DOI: 10.1016/j.paerosci.2023.100898
  21. Li L, Wang L, Yuan L, et al. Micro-vibration suppression methods and key technologies for high-precision space optical instruments. Acta Astronautica. 2021;180:417-428. DOI: 10.1016/j.actaastro.2020.12.054
  22. Иголкин А.А., Филипов А.Г., Кузнецов А.В., и др. Методика автоматизированной коррекции жесткостных характеристик сложной оболочечной модели конструкции космического аппарата // Вестник Московского авиационного института. 2025. Т. 32. № 4. С. 103-111. URL: https://vestnikmai.ru/publications.php?ID=186672
  23. Li D, Liu W. Vibration control for the solar panels of spacecraft: Innovation methods and potential approaches. International Journal of Mechanical System Dynamics. 2023(3):300‐330. DOI: 10.1002/msd2.12094

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2026