Методика проектирования малого космического аппарата технологического назначения

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе представлена методика проектирования малого космического аппарата для выполнения задач реализации технологических процессов в условиях околоземного космического пространства. При проектировании такого малого космического аппарата предполагается, что он будет оснащён микрогравитационной платформой для выполнения требований по микроускорениям. Методика основана на принципах индивидуальности, достижимости и контролируемости. Они гарантируют максимально возможный учёт особенностей реализуемого гравитационно-чувствительного процесса, в том числе выполнение требований по ограничению модуля микроускорений в рабочей зоне технологического оборудования и эффективный контроль этого выполнения. Разработанная методика может быть использована при проектировании малого космического аппарата технологического назначения.

Об авторах

Андрей Валерьевич Седельников

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева

Автор, ответственный за переписку.
Email: onv@omgtu.ru
ORCID iD: 0000-0003-2698-1348
SPIN-код: 3987-6997

доктор технических наук, профессор, профессор кафедры космического машиностроения

Россия, 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34

Анастасия Сергеевна Танеева

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева

Email: onv@omgtu.ru
ORCID iD: 0000-0002-8531-760X
SPIN-код: 8816-1930

аспирант кафедры космического машиностроения, инженер НИИ-219 (Научно-исследовательский институт космического машиностроения), инженер и ассистент кафедры космического машиностроения

Россия, 443086, г. Самара, Московское шоссе, 34

Список литературы

  1. Райкунов Г. Г., Ежов С. А., Гусев Л. И. Современные тенденции в развитии космического приборостроения и космических информационных систем // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2014. Т. 1. № 1. С. 3–12. EDN: THSWPD.
  2. Седельников А. В., Еськина Е. В., Танеева А. С., Хнырева Е. С., Матвеева Е. С. Проблема обеспечения и контроля требований по микроускорениям на борту малого космического аппарата технологического назначения // Омский научный вестник. Серия авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2022. Т. 6, № 2. С. 90–98. doi: 10.25206/2588-0373-2022-6-2-90-98. EDN: YNTNVQ.
  3. Клименко Н. Н. Смена парадигмы: создание и применение псевдокосмических аппаратов как составная часть «новой космической революции» и «новой беспилотной революции» // Вестник НПО им. С. А. Лавочкина. 2023. № 3 (61). С. 3–18. doi: 10.26162/LS.2023.61.3.001.
  4. Асланов В. С., Юдинцев В. В. Выбор параметров системы увода космического мусора с упругими элементами посредством тросовой буксировки // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25, № 1. С. 7–17. EDN: YSPCOF.
  5. Седельников А. В., Танеева А. С. Моделирование поля микроускорений в защищенной зоне виброзащитных устройств для реализации гравитационно-чувствительных процессов на борту малого космического аппарата технологического назначения // Омский научный вестник. Серия авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. 2023. Т. 7, № 2. С. 65–72. doi: 10.25206/2588-0373-2023-7-2-65-72. EDN: AJCGPU.
  6. Седельников А. В., Молявко Д. П., Хнырева Е. С. О снижении управляемости космического аппарата при проведении активного контроля микроускорений на стадии эксплуатации // Авиакосмическое приборостроение. 2017. № 4. С. 25–34. EDN: YUONUD.
  7. 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. EDN: JVSLCD.
  8. Седельников А. В. Контроль микроускорений как важнейшей характеристики космической лаборатории специализированного технологического назначения конструктивными методами // Контроль. Диагностика. 2014. № 7. С. 57–63. doi: 10.14489/td.2014.07.pp.057-063. EDN: SGPIKR.
  9. Ёлкин К. С., Иванов А. И., Незнамова Л. О., Прудкогляд В. О. Перспективы создания вакуумных и гравитационно-чувствительных технологий, использующих условия космического полета на околоземных орбитах. Исследование гравитационно-чувствительных явлений на борту отечественных космических аппаратов / под общ. ред. К. С. Ёлкина. Москва: ЗАО НИИ ЭНЦИТЕХ, 2013. 306 с.
  10. Wu Q., Liu B., Cui N. [et al.] Tracking Control of a Maglev Vibration Isolation System Based on a High-Precision Relative Position and Attitude Model // Sensors. 2019. Vol. 19. 3375. doi: 10.3390/s19153375.
  11. Liu J., Li Y., Zhang Y. [et al.] Dynamics and control of a parallel mechanism for active vibration isolation in space station // Nonlinear Dynamics. 2014. Vol. 76, № 3. P. 1737–1751. doi: 10.1007/s11071-014-1242-3.
  12. Борисов А. Е., Емельянов Г. А., Никитин С. А. Параметрическая оптимизация системы управления автоматической поворотной виброзащитной платформы для микрогравитационных исследований // Космонавтика и ракетостроение. 2013. № 3(72). С. 147–155. EDN: RECYIT.
  13. Zhu T., Cazzolato B., Robertson W. S. P. [et al.] Vibration isolation using six degree-of-freedom quasi-zero stiffness magnetic levitation // Journal of Sound and Vibration. 2015. Vol. 358. P. 48–73. doi: 10.1016/j.jsv.2015.07.013.
  14. Grodsinsky C. M., Whorton M. S. A Survey of Active Vibration Isolation Systems for Microgravity Applications // Journal of Spacecraft and Rockets. 2000. Vol. 37, № 5. P. 586–596. doi: 10.2514/2.3631.
  15. Liu C., Jing X., Daley S. Recent advances in micro-vibration isolation // Mechanical Systems and Signal Processing. 2015. Vol. 56–57. P. 55–80. doi: 10.1016/j.ymssp.2014.10.007.
  16. Wang S., Hou L., Meng Q. [et al.] Three-magnet-ring quasi-zero stiffness isolator for low-frequency vibration isolation // International Journal of Mechanical System Dynamics. 2024. Vol. 4, № 2. P. 153–170. doi: 10.1002/msd2.12107.
  17. Xie D., Zheng Z., Zhu Y. Design of a two-degree-of-freedom magnetic levitation vibration energy harvester for bridge vibration response analysis // Heliyon. 2024. Vol. 10, № 4. e26000. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e26000.
  18. Ming C., Xing J., Chen Z. [et al.] Design, analysis and experimental investigation on the whole-spacecraft vibration isolation platform with magnetorheological dampers // Smart Materials and Structures. 2019. Vol. 28, № 7. 075016. doi: 10.1088/1361-665X/ab0ebe.
  19. Wang A., Wang S., Xia H. [et al.]. Dynamic Modeling and Control for a Double-State Microgravity Vibration Isolation System // Microgravity Science and Technology. 2023. Vol. 35, № 1. 9. doi: 10.1007/s12217-022-10027-8.
  20. Edberg D., Boucher R., Nurre G. S. [et al.] Performance assessment of the STABLE Microgravity Vibration Isolation Flight Demonstration // 38th Conference Structures, Structural Dynamics, and Materials. 1997. doi: 10.2514/6.1997-1202.
  21. Jones D. I., Owens R. G., Owen A. R. A microgravity isolation mount // Acta Astronautica. 1987. Vol. 15, № 6–7. P. 441–448.
  22. Whorton M. S. g-LIMIT — A microgravity vibration isolation system for the International Space Station // Conference and Exhibit on International Space Station Utilization. 2001. doi: 10.2514/6.2001-5090.
  23. Dong W., Duan W., Liu W. [et al.] Microgravity disturbance analysis on Chinese space laboratory // npj Microgravity. 2019. Vol. 5, № 1. doi: 10.1038/s41526-019-0078-z.
  24. Qian Y., Xie Y., Jia J. [et al.] Development of Active Microvibration Isolation System for Precision Space Payload // Applied Science. 2022. Vol. 12. 4548. doi: 10.3390/app12094548.
  25. Kim Y., Kim S., Park K. Magnetic force driven six degree-of-freedom active vibration isolation system using a phase compensated velocity sensor // Review of Scientific Instruments. 2009. Vol. 80. 045108. doi: 10.1063/1.3117462.
  26. Zhongxiang Y., Zhengguang Zh., Lizhan Z. [et al.]. Microvibration isolation in sensitive payloads: methodology and design // Nonlinear Dynamics. 2023. Vol. 111, № 21. P. 1–49. doi: 10.1007/s11071-023-08943-4.
  27. Седельников А. В., Танеева А. С. Концептуальная модель малого космического аппарата технологического назначения // Вестник Московского авиационного института. 2024. Т. 31, № 2. С. 44–55. EDN: WVCFSZ.
  28. Сазонов В. В., Чебуков С. Ю., Абрашкин В. И. [и др.] Анализ низкочастотных микроускорений на борту ИСЗ ФОТОН-11 // Космические исследования. 2001. Т. 39, № 4. С. 419–435. EDN: OUWKOJ.
  29. Абрашкин В. И., Богоявленский Н. Л., Воронов К. Е. [и др.] Неуправляемое движение спутника Фотон М-2 и квазистатические микроускорения на его борту // Космические исследования. 2007. T. 45, № 5. С. 450–471. EDN: IAQPJV.
  30. Абрашкин В. И., Воронов К. Е., Пияков И. В. [и др.] Вращательное движение спутника Фотон М-4 // Космические исследования. 2016. Т. 54, № 4. С. 315–322. doi: 10.7868/s0023420616040014. EDN: WDORML.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».