Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
В настоящее время, все более широко рассматриваются вопросы применения тросовых систем для различных орбитальных миссий [1, 2]. Это связано, в первую очередь, с возможностью перемещения полезной нагрузки между орбитами без существенных энергетических и топливных затрат. В качестве нагрузки, также может выступать пойманные на операционной орбите частицы космического мусора, которые необходимо переместить на менее актуальную орбиту, или орбиту захоронения.
В работе рассматривается космическая тросовая система, состоящая из массивного головного космического аппарата (орбитальная станция, спутник-ловушка частиц мусора и т. д.), малого космического аппарата (оконечная масса), кевларового троса между ними и полезной нагрузки, которая может перемещаться по тросу между двумя аппаратами.
Сложное совместное движение частей системы в поле внешних сил на орбите (считаем, что на аппараты и трос действуют сила Кориолиса, сила гравитационного взаимодействия с Землей, центробежная сила инерции) приводят к возникновению в тросе продольно-поперечных колебаний, которые, в свою очередь, могут стать причиной операционного отказа в процессе перемещения нагрузки (повышенные амплитуды поперечных колебаний троса, скачки натяжения, падение натяжения до нуля). В связи с этим, необходимы оценки на основные параметры системы, при которых процесс перемещения нагрузки в поле внешних сил будет устойчивым.
Общая постановка задачи аналогична рассматриваемой в [3]. Отличительной чертой данной модели является учет продольно поперечных колебаний троса в общей динамике системы. Трос моделируется как гибкая упругая растяжимая нить в поле внешних сил. Таким образом, в общей постановке рассматривается неклассическая задача математической физики.
Оценка на скорость перемещения нагрузки по тросу, которая является необходимым условием асимптотической устойчивости процесса перемещения получена авторами в [4]. С практической точки зрения, ее можно описать достаточно простым выражением: скорость движения нагрузки по тросу должна быть меньше скорости поперечных волн в тросе.
В данной работе проведена аналитическая оценка длины троса и величину оконечной массы на основании оценки скорости движения нагрузки. Стоит отметить, что скорость поперечной волны не является константой, а зависит от локального натяжения в тросе. При получении критериев на массу и длину троса данный эффект учитывается.
Таким образом, в докладе рассмотрен аналитический поиск условий на основные параметры тросовой системы на орбите, при которых процесс перемещения полезной нагрузки по тросу будет асимптотически устойчивым. Рассматриваемая математическая модель тросовой системы включает в себя все ее подвижные части: трос, подвижная оконечная масса, перемещаемый груз. Полученные результаты могут лечь в основу расчетов параметров тросовых систем, применимых в реальных орбитальных миссиях для решения широкого круга задач.
