ОЦЕНКА ПЕРВОЙ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОСМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ ТИПА «НИКА-Т»

Авторы
Файлы

ОЦЕНКА ПЕРВОЙ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ УПРУГИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОСМИЧЕСКОЙ ЛАБОРАТОРИИ ТИПА «НИКА Статья в формате PDF 164 KB Введение. Оценка микроускорений является актуальной проблемой современного космического материаловедения [1]. Создан ряд экспериментальных оценок микроускорений в космосе [2, 3], а также ряд теоретических моделей [4-6]. Однако применение оценок для космических аппаратов (КА) различного класса должно быть корректным. Конструктивно-компоновочные схемы (ККС) КА настолько различны, что факторы, оказывающие незначительное влияние на поле микроускорений одного КА, могут оказаться решающими в формировании этого поля для КА с другой ККС.

Поскольку гравитационно-чувствительные технологические процессы, реализуемые на борту КА, являются, как правило, энергоёмкими, космическая лаборатория должна быть оснащена протяжёнными панелями солнечных батарей (ПСБ) для осуществления бесперебойного электропитания. Этот факт и определяет основной фактор, вносящий наибольший вклад в порождаемое поле микроускорений - собственные колебания ПСБ [7].

Постановка задачи. В описанной выше ситуации важную роль играет адекватная оценка частоты первого тона колебаний ПСБ, поскольку именно она определяет, какая из компонент микроускорений: квазистатическая или вибрационная являются доминирующими [8]. Таким образом, ставится задача оценки частоты первого тона собственных колебаний ПСБ КА типа «НИКА-Т», который проектировался в конце 80-х годов прошлого века в ЦСКБ.

Основные результаты работы. Для решения поставленной задачи использовалось балочное представление упругих элементов (балки ЭйлераБернулли) и модель однородной ортотропной пластины. Собственные частоты балки находятся по формуле:

Оценка первой частоты пластины:

Значения первой частоты, полученные с помощью (1) и (2), существенно отличаются друг от друга: λ1(1) ≈ 3,145 Гц а λ1(2) ≈ 0,663 Гц. Представления ПСБ как балками, так и пластинами являются чрезмерно упрощёнными, однако, при формировании теста адекватности основных гипотез физической модели следует учесть, что балочное представление даст более жёсткие ограничения на использование модели. Поэтому балочный тест также может быть использован при построении фpaктальной модели [9].

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Седельников А.В. Проблема микроускорений: 30 лет поиска решения // Современные наукоемкие технологии. - 2005. - № 4. - с. 15-22.
Беляев М.Ю., Зыков С.Г., Рябуха С.Б. и др. Математическое моделирование и измерение микроускорений на орбитальной станции «Мир» // Известия РАН. Механика жидкости и газа. - 1994. №5. - с. 5-14.
Абрашкин В.И., Волков М.В., Егоров А.В., Зайцев А.С., Казакова А.Е., Сазонов В.В. Анализ низкочастотной составляющей в измерениях угловой скорости и микроускорения, выполненных на спутнике ФОТОН 12 // Космические исследования. -2003. - том 41. - № 6. - с. 632-651.
Авраменко А.А., Седельников А.В. Моделирование поля остаточной микрогравитации на борту орбитального КА // Изв. вузов Авиационная техника. - 1996. - № 4. - с. 22-25.
Седельников А.В. Фpaктальная оценка микроускорений для слабого демпфирования собственных колебаний упругих элементов космического аппарата. I // Изв. вузов. Авиационная техника. - 2006. - № 3. -с.73-75.
Седельников А.В. Фpaктальная оценка микроускорений для слабого демпфирования собственных колебаний упругих элементов космического аппарата. II // Изв. вузов. Авиационная техника. -2007. - № 3. - с. 62-64.
Седельников А.В., Бязина А.В., Иванова С.А. Статистические исследования микроускорений при наличии слабого демпфирования колебаний упругих элементов КА // Научные чтения в Самарском филиале РАО. - Часть 1. Естествознание. - М.: Изд. УРАО. - 2003. - c. 137-158.
Седельников А.В., Подлеснова Д.П. Космический аппарат «Спот-4» как пример успешной борьбы с квазистатической компонентой микроускорений // Известия высших учебных заведений. Северокавказский регион. - 2007. - № 4 (140). - с. 44-46.
Sedelnikov A.V. Modelling of microaccelerations with using of Weierstass-Mandelbrot function // Actual problems of aviation and aerospace systems. -2008. № 1(26). - pp. 107-110.