Российский фонд
фундаментальных
исследований

Физический факультет
МГУ им. М.В.Ломоносова
 

Сибирский аэрокосмический журнал. 2021. 22, № 1

 

Белоновская И.Д., Кольга В.В., Ярков И.С., Яркова Е.А. «Параметрический анализ анизогридного корпуса космического аппарата для очистки орбиты от космического мусора» Сибирский аэрокосмический журнал, 22, № 1, с. 94-105 (2021)

Представлен подход к решению задачи проектирования космического аппарата для очистки орбиты от космического мусора (космического сборщика мусора – КСМ), корпус которого выполнен в виде цилиндрической сетчатой анизогридной оболочки. Задачей проектирования является выбор оптимальных параметров анизогридного корпуса КСМ (форма и площадь сечения ребер, количество кольцевых и спиральных ребер, характеристика материала и др.), обеспечивающих необходимую прочность и устойчивость конструкции при минимальной массе. В процессе проектирования проведен параметрический анализ анизогридного корпуса космического сборщика мусора. Варьируя количество и угол наклона однонаправленных спиральных ребер, найдена оптимальная конструктивная схема, отвечающая заданным коэффициентам запаса прочности и устойчивости. Параметрический анализ корпуса КСМ включает в себя моделирование основных весовых и прочностных параметров: определение напряженно-деформированного состояния конструкции, значений собственных частот корпуса, определение запаса потери устойчивости от продольной силы, определение массы корпуса. Анализ несущей способности анизогридного корпуса космического сборщика мусора проводился с помощью метода конечных элементов с использованием программного пакета MSC Nastran. Конечно-элементная модель сетчатой оболочки была создана из двухузловых пространственных BEAM конечных элементов. Диск, прикрепленный к торцевой части оболочки, моделировался с помощью RIGID конечного элемента. Размер балочного конечного элемента для всех моделей оболочек был одинаковым и равным 10 мм. При проведении параметрического анализа были рассмотрены три варианта сетчатой композитной структуры с различным количеством и углом наклона однонаправленных спиральных ребер. По результатам параметрического анализа корпуса КСМ были определены его геометрические размеры и минимизирована масса конструкции космического аппарата в целом. Ключевые слова: космический аппарат, параметрический анализ, прочность космического аппарата, сбор космического мусора, частота колебаний, напряженно-деформированное состояние, потеря устойчивости, конструирование космического аппарата.

Сибирский аэрокосмический журнал, 22, № 1, с. 94-105 (2021) | Рубрика: 18

 

Макаров С.Н., Верхогляд А.Г., Ступак М.Ф., Овчинников Д.А., Оберемок Ю.А. «Математическая модель зеркальной системы обсерватории «Миллиметрон» и описание метода предварительного обмера телескопа в рамках данной модели» Сибирский аэрокосмический журнал, 22, № 1, с. 151-165 (2021)

Создается система контроля геометрии зеркал обсерватории «Миллиметрон» для работы в составе бортового комплекса научной аппаратуры. Система предназначена для контроля качества зеркальной системы космического телескопа и использования получаемых данных в качестве сигналов «обратной связи» для предварительных настройки и юстировки оптической системы телескопа в космическом пространстве. Задачей системы является определение многомерного вектора неизвестных параметров зеркальной системы телескопа по косвенным измерениям, получаемым в результате обмера телескопа 3D-сканированием. Создана математическая модель, численно описывающая процесс предварительного обмера зеркальной системы обсерватории «Миллиметрон» с использованием оптических контрольных меток на поверхности зеркальной системы. Линейная математическая модель позволяет связать фактические косвенные измерения зеркальной системы с неизвестными смещениями ее параметров, определяющими форму телескопа. Выведена формула для оптимального решателя обратной задачи в процессе предварительного обмера зеркальной системы. Описана методика обмера составляющих элементов телескопа в рамках его предварительной настройки. Обмер контрольных меток выполняется бортовым 3D-сканером, применяемым в конструкции системы контроля зеркальной системы. Проведен анализ ошибок при использовании оптимального решателя, получена ковариационная матрица для вектора ошибки оцениваемых параметров. Ключевые слова: математическая модель, зеркальная система обсерватории «Миллиметрон», система контроля, форма телескопа, контрольные метки, 3D-сканер.

Сибирский аэрокосмический журнал, 22, № 1, с. 151-165 (2021) | Рубрика: 18