Гравитационная стабилизация

Новой тенденцией в создании систем гравитационной стабилизации является использование в качестве стабилизаторов вместо жесткой гравитационной штанги гибких протяженных элементов: тросов, лент. Введение таких элементов позволяет снизить стоимость системы стабилизации и уменьшить массу космического аппарата (КА), что особенно важно для малых КА. Такие системы разрабатываются для ряда перспективных микро- и наноспутников.

Привлекательность использования вместо штанги тросового соединения заключается в возможности технологически достаточно просто увеличить расстояние между спутником и стабилизирующим грузом до нескольких километров, что на 2–3 порядка больше длины жесткой штанги. Соответственно увеличивается и восстанавливающий момент градиента гравитационных сил, который в первом приближении пропорционален квадрату расстояния между спутником и стабилизирующим грузом.

Однако существующие системы гравитационной стабилизации с использованием троса имеют и ряд недостатков. В первую очередь они связаны с гибкостью нити и невозможностью передачи через нее моментов (в частности, демпфирующих) сил.

Идея создания новой системы ориентации и стабилизации КА с использованием тросового соединения, заключается во введении в систему дополнительного тела (приставки), с одной стороны прикрепленного к тросу, а с другой стороны, соединенного с КА при помощи сферического шарнира (рис. 1). При такой схеме соединения тел появляется возможность создавать диссипативные моменты, рассеивающие энергию колебаний системы в плоскости и перпендикулярно плоскости орбиты. Использование сферического шарнира снимает также проблему невозможности точного присоединения троса в точке, расположенной на линии главной оси инерции КА.

Схема тросовой системы гравитационной стабилизации космического аппарата

Литература:

Предварительный вариант Главы 1 "Гравитационная стабилизация космических аппаратов с использованием гибких связей" моей (Д. Х.) диссертации. (05.11.05) Скачать >>

Предварительный вариант Главы 3 "Математическая модель динамики космического аппарата с тросовой системой гравитационной стабилизации". (29.10.05) Скачать >>

Пироженко А.В., Храмов Д.А. Анализ частот колебаний космической тросовой системы со сферическим шарниром (Техническая механика. - 2004. - № 1. - С. 110-118). Скачать >>

Алпатов А.П., Пироженко А.В., Храмов Д.А. Резонанс “спутник-маятник” тросовой системы гравитационной стабилизации спутника (Техническая механика. - 2005. - № 2). Скачать >>

***

Андриенко А.Я., Чадаев А.И. Анализ возможностей усиленно-гравитационной стабилизации низкоорбитальных спутников // Космические исследования. — 1998. — Т. 36, N 4. — С. 391–398.  Скачать >>

Классические работы по системам гравитационной стабилизации

Статья, где предложена схема системы гравитационной стабилизации, известная теперь как "схема Охоцимского":

Охоцимский Д.Е., Сарычев В.А. Система гравитационной стабилизации искусственных спутников // Искусственные спутники Земли. № 16 - М.: Изд. АН СССР, 1963. - С. 5-9. Скачать >>

Сарычев В.А. Исследование динамики системы гравитационной стабилизации. Скачать >>

Сарычев В.А. Влияние сопротивления атмосферы на систему гравитационной стабилизации искусственных спутников Земли. Скачать >>

Внимание! Для работы с файлами формата djvu необходимо скачать специальный плагин к браузеру (7,74 Мб).