Динаміка перспективних космічних апаратів (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 29 травня 2013 року)

Abstract

Переважна кількість перспективних космічних апаратів за своєю механічною суттю є просторово розвиненими механічними системами змінюваної конфігурації. Методи дослідження їх динаміки можна виокремити як розділ динаміки системи твердих тіл, з’єднаних пружними утримуючими і неутримуючими зв’язками, що рухаються під дією зовнішніх сил. Представниками таких систем є так звані великі космічні конструкції, які призначені для роботи в космосі в умовах, близьких до невагомості, і мають значні розміри в тому чи іншому вимірі. Моделі їх динаміки зазвичай представлені системами диференціальних рівнянь руху, а під математичним моделюванням розуміють чисельне розв’язання цих рівнянь або аналітичні інтерпретації можливих рішень. Особливості дослідження динаміки таких космічних конструкцій і систем розглянуто в доповіді.

Значительное количество перспективных космических аппаратов по своей механической сути являются пространственно развитыми механическими системами изменяемой конфигурации. Методы исследования их динамики могут быть выделены как раздел динамики системы твердых тел, соединенных упругими удерживающими и неудерживающими связями, движущихся под действием внешних сил. Необходимость выделения такого класса систем связана как с тем, что им присуще нечто общее, отличающее их от всех других в формализмах исследования динамики, так и с тем, что результаты развития теории их движения могут быть приложены к ряду технических систем, характеризующихся сходными конструктивными признаками и областями применения. Естественными и очевидными представителями таких систем являются так называемые большие космические конструкции, предназначенные для работы в космосе в условиях, близких к невесомости, и имеющие большие размеры в том или ином измерении. Модели их динамики обычно представлены системами дифференциальных уравнений движения, а под математическим моделированием понимают численное решение этих уравнений или аналитические интерпретации возможных решений. Особенности исследования динамики таких космических конструкций и систем представлены в докладе.

A significant amount of future spacecrafts are spatially developed mechanical systems of variable configuration. Methods of their dynamics study can be highlighted as the part of dynamics of rigid bodies connected by various constraints moving under the influence of external forces. Need for the provision of such class of systems is due both to the fact that it is something inherent in common, which distinguishes them from all other formalisms to study dynamics and the fact that the results of the theory of motion can be applied to a variety of technical systems with a similar design features and areas of application. Natural and obvious representatives of such systems are large space structures designed for use in space. Models of their dynamics are usually represented by systems of differential equations of motion, and the numerical solution of these equations or analytical interpretation of possible solutions are understood as mathematical modeling. Features of such space structures and systems dynamics study are presented in the paper.