DYNAMIC MODEL OF PROCESS OF SEPARATION THE LARGE-SIZED ELASTIC SPACE-ROCKET DESIGNS

V. N. Bakulin; Бакулин В. Н.; S. V. Borzykh; Борзых С. В.

doi:10.31857/S2686740023030021

ДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА РАЗДЕЛЕНИЯ КРУПНОГАБАРИТНЫХ УПРУГИХ КОНСТРУКЦИЙ

Авторы: Бакулин В.Н.¹, Борзых С.В.²
Учреждения:
1. Институт прикладной механики Российской академии наук
2. ПАО РКК “Энергия” им. С.П. Королева
Выпуск: Том 510, № 1 (2023)
Страницы: 45-50
Раздел: МЕХАНИКА
URL: https://journals.rcsi.science/2686-7400/article/view/135940
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686740023030021
EDN: https://elibrary.ru/OYEEZF
ID: 135940

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Предложен подход к разработке динамической модели одного из ключевых этапов полета ракетно-космических систем – процесса разделения крупногабаритных конструкций. Обоснована актуальность учета упругих свойств разделяемых объектов. На основании допущений, характерных для исследуемого процесса (малость угловых скоростей в процессе относительного движения при разделении по сравнению с низшими частотами разделяемых объектов) осуществлен переход от дифференциальных уравнений упругих колебаний в частных производных к системе обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих возбуждение ограниченного набора низших форм, что позволило сформулировать эффективный подход, допускающий наглядную механическую интерпретацию: полное движение при разделении раскладывается на переносное движение (вращательное и поступательное как целого) и малые упругие относительные колебания, описываемые в универсальной модальной формулировке. Проанализирован процесс разделения воздушно-космического самолета и ракеты-носителя. Выявлен эффект “потери” относительной скорости отделения из-за упругих колебаний, сформулирована рекомендация по рациональному выбору мест установки средств отделения.

Ключевые слова

динамические модели, процесс разделения, крупногабаритные ракетно-космические конструкции, упругие свойства, потери скорости

Об авторах

В. Н. Бакулин

Институт прикладной механики
Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: vbak@yandex.ru
Россия, Москва

С. В. Борзых

ПАО РКК “Энергия” им. С.П. Королева

Email: vbak@yandex.ru
Россия, Московская область, Королев

Список литературы

Bogomolov N.V., Anfalov A.S., Borzykh S.V., Bakulin V.N. Simulation of process of small satellites separation from deployer installed on cargo spacecraft // Journal of Physics: Conference Series. The proceedings IV International conference “Supercomputer Technologies of Mathematical Modeling (SCTeMM’19)”. Steklov Mathematical Institute of the Russian Academy of Sciences in cooperation with Ammosov North-Eastern Federal University, Ivannikov Institute for System Programming of the Russian Academy of Sciences and Bauman Moscow State Technical University. 2019. V. 1392. 012003
Bergez G. et al. Separation and Departure Strategy from Uncontrolled International Space Station // Proc. of the 18th International Symposium on Space Flight Dynamics. Oct. 11–15, 2004. Munich, Germany. P. 85–90.
Бакулин В.Н., Борзых С.В. Аналитические оценки движения и упругих колебаний конструкции отделяемых створок обтекателей ракетно-космических систем // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2021. Т. 498. С. 40–45.
Панкратов Ю.П., Новиков А.В., Татаревский К.Э., Азанов И.Б. Динамика переходных процессов ракет-носителей. Днепропетровск: Лира, 2014. 115 с.
Кокушкин В.В. и др. Разработка и моделирование процессов отделения крупногабаритных ракетно-космических блоков // Космическая техника и технологии. 2019. № 1(24). С. 3–18.
Анфалов А.С. и др. Моделирование процесса отделения пилотируемых кораблей от крупногабаритных орбитальных станций // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2018. № 5. С. 67–74.
Bakulin V.N., Bogomolov N.V., Borzykh S.V. Separation Algorithm of the Soyuz MS Spacecraft from Nonstabilized International Space Station // Russian Aeronautics. 2019. V. 62. № 4. P. 577–584.
Bakulin V.N., Borzykh S.V., Tereshina K.V. Analytical Estimates of the Fairing Flaps Separation Dynamics of the Rocket and Space Systems // Russian Aeronautics. 2021. V. 64. № 3. P. 376–384.
Бакулин В.Н., Борзых С.В., Решетников М.Н. Моделирование относительного движения возвращаемой капсулы и транспортного корабля при их разделении // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 3. С. 287–294.
Докучаев Л.В. Нелинейная динамика летательных аппаратов с деформируемыми элементами. М.: Машиностроение, 1987. 232 с.
Панкова Н.В. Отделение защитных цилиндрических оболочек в ракетно-космических системах // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2010. № 2. С. 82–87.
Козлов С.С., Михалин В.А., Рябова С.В. Моделирование отделения изогнутой пластины от конической поверхности // Космонавтика и ракетостроение. 2008. № 2. С. 128–135.
Левин Е.М., Панкова Н.В. Возбуждение упругих колебаний в процессе направленного перемещения круговой арки и разрезной цилиндрической оболочки // Машиноведение. 1988. № 3. С. 67–72.
Левин Е.М., Панкова Н.В. Потери скорости при направленном перемещении свободной упругой балки // Машиноведение. 1985. № 6. С. 38–43.
Виттенбург Й. Динамика систем твердых тел. М.: Мир, 1980. 292 с.