МОДЕЛЬ РАСКРЫТИЯ ЧЕТЫРЕХЗВЕННОЙ СТЕРЖНЕВОЙ КОНСТРУКЦИИ С ДВИЖУЩЕЙСЯ ТОЧКОЙ ОТСЧЕТА

Аннотация

Приведен способ построения геометрической модели процесса раскрытия стержневой конструкции в условиях невесомости. Особенность исследований заключается в том, что конструкция не крепится своей «начальной» точкой к массивному объекту в космосе. Аналогом точки крепления в нашем случае есть точка отсчета (термин авторов), которая перемещается в пространстве. Инициирование движения стержневой конструкции предусматривает следующее. В исходном положении четырехзвенная (как пример) стержневая конструкция располагается на поверхности космического аппарата, благодаря чему ее звенья образуют прямую линию. Стержневая конструкция приводится в движение благодаря одновременному срабатыванию пиропатронов, расположенных в узлах конструкции [1,2]. В результате стержневая конструкция должна отделиться от поверхности космического аппарата и, вращаясь, должна двигаться в пространстве в пределах условной плоскости.

Задача состоит в том, как вычислить величины зарядов пиропатронов, а также как определить направления действия этих пиропатронов, чтобы стержневая конструкция приобретала эвентуальные (возможные при определенных условиях) конфигурации. Логично возникающий вопрос «как поймать» удаляющуюся стержневую конструкцию, можно решить при помощи проведения аналогичных мероприятий, направив вторую стержневую конструкцию «навстречу» первой конструкции. Вариант такой схемы рассмотрен в данной работе. Полученные результаты позволяют смоделировать траектории движения каждого узла стержневой конструкции. Исследования базируются на главных положениях лагранжевой механики, с помощью которой удалось описать геометрическую модель процесса раскрытия четырехзвенной конструкции с учетом ее основных параметров, а также условий не привязанности к космическому аппарату. В достоверности геометрического моделирования процесса раскрытия можно убедиться, просмотрев компьютерные анимации на сайте [3].

Ключевые слова: четырехзвенная стержневая конструкция, Лагранжева механика, обобщенные координаты, траектории движения узловых точек.