Моделирование процесса раскрытия многозвенных солнечных батарей при проведении наземных испытаний

Решетневские чтения

УДК 669.713.7

А. В. Крылов

Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана, Россия, Москва

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА РАСКРЫТИЯ МНОГОЗВЕННЫХ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ НАЗЕМНЫХ ИСПЫТАНИЙ

Рассматривается применение математического моделирования процессов раскрытия трансформируемых конструкций при проведении их наземной отработки.

Процесс раскрытия солнечных батарей (СБ) -одна из ключевых динамических операций функционирования космических аппаратов (КА), непосредственно влияющая на выполнение общих задач полета. Это диктует высокие требования к надежности срабатывания системы раскрытия СБ. В то же время возрастание энергопотребления перспективных КА сопровождается ростом размеров и массы СБ, что часто делает неприемлемым использование традиционных схем последовательного раскрытия панелей. Новые схемы раскрытия, предусматривающие, например, механизмы тросовой синхронизации относительного движения панелей, активного либо пассивного демпфирования, нуждаются в тщательной проработке. Полная наземная экспериментальная отработка процесса раскрытия реальных конструкций СБ и принятие ими необходимой формы сопряжена с рядом принципиальных трудностей. Они связаны с невозможностью одновременного устранения влияния силы тяжести и сил сопротивления среды.

При стендовой экспериментальной отработке может быть проверена надежность и безотказность механических средств раскрытия СБ, демпферов, устройств синхронизации движения элементов СБ, механизмов фиксации, а также логика выдачи команд, электрические цепи и т. д. Динамика раскрытия в реальных начальных усло-

виях, во всем их возможном многообразии, может анализироваться только методами математического моделирования. Поэтому едва ли не основной целью наземной экспериментальной отработки является верификация расчетных методов, используемых для подтверждения правильности принятых технических решений и обоснованности конкретных параметров системы раскрытия, путем сравнения результатов, полученных на стенде, с параметрами, рассчитанными теоретическими методами. Раскрытие СБ в наземных условиях может осуществляться как на горизонтальном, так и на вертикальном стендах.

Для численного анализа динамики раскрытия СБ на вертикальном стенде использовался современный пакет моделирования динамики механических систем БиЬБЯ. С целью максимального приближения условий эксперимента к условиям полета на вертикальном стенде была предусмотрена система обезвешивания элементов СБ. Анализ данных, полученных экспериментально, и их сравнение с результатами, полученными расчетным путем, показали, что модель СБ, построенная в комплексе БиЬБЯ, адекватно отражает реальную картину процесса раскрытия и учитывает его основные качественные особенности. Следует также отметить, что теоретическая модель является единственным способом анализа раскрытия СБ при нештатных ситуациях.

A. V. Krylov

Bauman Moscow State Technical University, Russia, Moscow

SIMULATION OF DEPLOYMENT MULTIJOINT SOLAR ARRAY AT GROUND TESTS

The application of mathematical modeling of the deployment transformable structures during their working off the ground is considered.

© KpbrnoB A. B., 2009