Анализ динамики пластически деформируемых опор посадочного устройства космического аппарата

Авторы

Щеглов Г. А.^*, Луковкин Р. О.^**

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия

*e-mail: georg@energomen.ru
**e-mail: LukovkinRO@ya.ru

Аннотация

Представлены результаты исследования в программе MSC Dytran проектных параметров опоры посадочного устройства космического аппарата, имеющей в своем составе краш-боксы вместо сотовых энергопоглотителей. Рассмотрены три конструктивные схемы посадочных опор с различными конфигурациями ветвей энергопоглотителей. Целью работы являлась оценка массы опоры и ее кинематических и динамических характеристик. Результаты расчета модельных задач показывают, что с использованием пластически деформируемых краш-боксов можно достичь экономии массы в 40% по сравнению с массой опоры традиционной конструкции с сотовыми энергопоглотителями. Показано, что новая конструктивная схема опоры с непараллельными ветвями энергопоглотителей позволяет получить наилучшие из трех рассмотренных схем результаты.

Ключевые слова:

космический аппарат, посадочное устройство, краш-бокс, численное моделирование

Библиографический список

1. Баженов В.И., Осин М.И. Посадка космических аппаратов на планеты. М.: Машиностроение, 1978. 159 с. 
2.   Проектирование спускаемых автоматических космических аппаратов: Опыт разработки диалоговых процедур/ Под ред. В.М. Ковтуненко. М.: Машиностроение, 1985. 264 с. 
3. 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.
   
4. Shao-chun Wang, Zong-quan Deng, Ming Hu, Hai-bo Gao. Dynamic model building and simulation for mechanical main body of lunar lander // Journal of Central South University of Technology June 2005. Vol. 12. Issue 3, pp. 329-334.
   
5. Бакулин В.Н., Кокушкин В.В., Борзых С.В., Воронин В.В. Динамика процесса посадки космического аппарата с рычажно-тросовым посадочным устройством // Вестник Московского авиационного института. 2012. Т.19. № 5. С. 45-50
   
6. Turner R.D. Deployable spacecraft lander leg system and method. Patent US 6227494 B18.05.2001, // Электронный ресурс URL http://www.google.com/patents/ US6227494 дата обращения 21.03.2014.
   
7. Yohei Kushida, Susumu Hara, Masatsugu Otsuki, Yoji Yamada, Tatsuaki Hashimoto, Takashi Kubota. Robust Landing Gear System Based on a Hybrid Momentum Exchange Impact Damper // Journal of Guidance, Control, and Dynamics. Vol. 36. No. 3 (2013), pp. 776- 789. (doi: 10.2514/1.58373).
   
8. Буслаев С.П., Стулов В.А., Григорьев Е.И. Математическое моделирование и экспериментальное исследование посадки межпланетных станций «Венера-914» на деформируемые грунты // Космические исследования. 1983. Т. XXI. Вып.4. С. 540-544.
   
9. Хусаинов А.Ш., Кузьмин Ю.А. Пассивная безопасность автомобиля: Учеб.пособие. Ульяновск: УлГТУ, 2011. 89 с. 
10. Chung Kim Yuen S., Nurick G.N. The energy absorbing characteristics of tubular structures with geometric and material modifications: an overview // Applied Mechanics Review Transactions of the ASME. Vol. 61, march 2008.
    
11. Belingardi G., Obradovic J. Design of the Impact Attenuator for a Formula Student Racing Car: Numerical Simulation of the Impact Crash Test // Journal of the Serbian Society for Computational Mechanics. Vol. 4. No. 1, 2010. pp. 52-65.
    
12. Fasanella E.L., Lyle K.H., Pritchard J.I. Simulation of X-38 Landing Scenarios With Landing Gear Failures / / NASA/TM-2000-210078 ARL-TR-2144, 2000. 72 p.