1
УДК 629.78
Динамика посадки многоразового
космического аппарата с механическим посадочным
устройством на жесткий мерзлый грунт
© В.В. Кокушкин
1
, С.В. Борзых
2
, В.В. Воронин
2
,
Н.К. Петров
2
, Ю.Н. Щиблев
2
1
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
2
РКК «Энергия», г. Королев, Московская область, 141060, Россия
Разработана модель процесса посадки многоразового космического аппарата.
Предложен способ определения реакций связей между элементами механического
посадочного устройства и корпусом аппарата. Приведены зависимости для опре-
деления силы взаимодействия тарели посадочного устройства с грунтом. Для
наиболее критичного случая посадки аппарата на твердый мерзлый грунт пред-
ставлены зависимости от времени характерных параметров, описывающих про-
цесс посадки: параметры перегрузки, линейные и угловые скорости, клиренс, а
также получены области устойчивости процесса посадки.
Ключевые слова:
многоразовый космический аппарат, динамика посадки, механи-
ческие связи, модель грунта, перегрузка, устойчивость движения.
Введение.
Процесс посадки многоразовых космических аппара-
тов (МКА) — ключевая заключительная операция полета, от которой
зависит общий успех миссии. В момент касания посадочной поверх-
ности МКА обладает весьма существенной остаточной кинетической
энергией, которая гасится в процессе взаимодействия с поверхностью
вплоть до полной остановки аппарата. Для МКА необходимо полно-
стью исключить его контакт с грунтом посадочной поверхности, по-
этому МКА снабжен посадочным устройством (ПУ), которое может
иметь различную конструктивную реализацию [1–3]. В настоящей
статье рассмотрена оригинальная модификация одного из самых рас-
пространенных типов ПУ — устройства пружинно-рычажного типа
(рис. 1). Особенность рассматриваемого ПУ состоит в том, что в
каждой из четырех его опор металлические подкосы заменены тро-
сами [4].
Конструкция и характеристики ПУ должны не только обеспечить
полное гашение остаточной кинетической энергии МКА, но и позво-
лить выполнить ряд других требований к процессу посадки: непре-
вышение перегрузкой заданных предельных значений [5]; обеспече-
ние минимально необходимого клиренса; исключение возможности
опрокидывания от момента первого контакта до полной остановки.
Кроме того, конечное положение МКА должно гарантировать даль-
нейшее его функционирование (развертывание научной аппаратуры
для проведения исследований, спуск автоматического планетохода,
выход экипажа и т. д.).
