Математическая модель дублирующей системы раскрытия солнечной батареи большой площади

Инженерный журнал: наука и инновации

# 2·2017 1

УДК 629.78 DOI 10.18698/2308-6033-2017-02-1584

Математическая модель дублирующей системы

раскрытия солнечной батареи большой площади

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

Для повышения надежности тросовой системы раскрытия многозвенной кон-

струкции солнечной батареи предложена

дублирующая система раскрытия, со-

стоящая из силового механизма (домкрата), который приводится в движение от

электропривода, расположенного в первом звене, и тросовой системы синхрониза-

ции. Приведены принципиальная схема силового механизма и кинематическая схе-

ма системы синхронизации. Выведена зависимость передаточного отношения от

двигателя к первому звену. Построена математическая модель системы раскры-

тия.

Для определения основных характеристик процесса раскрытия использовано

уравнение Лагранжа второго рода для кинетической энергии солнечной батареи,

моделируемой многозвенником (с присоединенной массой откидных панелей), каж-

дое звено которого предполагается абсолютно твердым телом. Для определения

реакций связей и усилий в тросах использованы уравнения Даламбера. Предложен

итерационный способ учета упругих деформаций тросов системы синхронизации.

Ключевые слова:

математическая модель, тросовая система раскрытия, много-

звенная конструкция, солнечная батарея, деформации

Введение.

Раскрытие солнечных батарей (СБ) — одна из ключе-

вых динамических операций функционирования космического аппара-

та, которая определяет возможность его дальнейшей эксплуатации [1].

Возрастание энергопотребления перспективных космических ап-

паратов приводит к увеличению размеров СБ. В связи с этим акту-

альным является решение проблемы безотказного функционирования

системы раскрытия СБ большой площади [2]. Основными элемента-

ми такой системы раскрытия является многозвенная конструкция

с тросовой системой синхронизации [3].

Для обоснования выбора конструктивных параметров элементов

системы раскрытия и подтверждения надежности процесса раскры-

тия требуется проведение детального математического моделирова-

ния с использованием эффективной математической модели [4].

Для построения уравнений движения и их решения могут быть

применены различные методы [5–11].

В статье [12] предложена математическая модель процесса рас-

крытия многозвенной конструкции с тросовой системой раскрытия,

где в качестве основной системы используется специальный раскры-

вающий трос. В работе [13] на основе построенной модели выполне-

на оптимизация параметров системы раскрытия.