Моделирование динамики роторного солнечного паруса в программе MSC Adams
Авторы: Попов А.С., Усалимова В.В.
Опубликовано в выпуске: #1(169)/2026
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Одно из перспективных направлений в космонавтике — использование солнечного паруса при проектировании космических аппаратов. Моделирование динамики таких аппаратов — сложная задача, так как сам парус представляет собой податливую тонкопленочную конструкцию. Рассмотренный в данной работе парус моделируется в виде набора секций, которые состоят из цилиндров, соединенных сферическими шарнирами. Такой способ позволяет реализовать правдоподобную форму изгиба лопастей, соответствующую форме прогиба, которая была получена аналитически в других работах на данную тему. В ходе проведенной работы моделировалась динамика двухлопастного сублимирующего солнечного паруса гелиороторного типа, стабилизированного вращением. Были получены зависимости отклонения конца лопасти паруса и величины ускорения центра масс аппарата от начальной угловой скорости его вращения. Проведено сравнение полученных результатов с данными, которые определены путем аналитического расчета.
EDN ENNWUV
Литература
[1] Поляхова Е.Н. Космический полёт с солнечным парусом: проблемы и перспективы. Изд 2-е, доп. Москва, Либроком, 2018, 320 с.
[2] Джуманалиев Н.Д., Киселев М.И. Введение в прикладную радиационную небесную механику. Фрунзе, Илим, 1986, 201 с.
[3] Комков В.А., Мельников В.М., Райкунов Г.Г., Харлов Б.Н. Центробежные бескаркасные крупногабаритные космические конструкции. Москва, Физматлит, 2009, 447 c.
[4] B. Tingting, and A. Popov Escape from the sphere of earth’s influence by means of solar sail on the orbit perpendicular to Sun’s direction. AIP Conference Proceedings, 2019, vol. 2171 (1), art. no. 060011, pp. 1–6. https://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5133209
[5] Popov A.S., Khalmansky Ya.V. Exiting earth’s influence sphere of the spacecraft using solar sail with discrete changing of reflection coefficient value. AIP Conference Proceedings, 2021, vol. 2318 (1), art. no. 120019. https://doi.org/10.1063/5.0036541
[6] Макаренкова Н.А. Исследование формы поверхности полотна солнечного паруса при его пространственном развороте. Труды МАИ, 2016, вып. № 85. URL: https://mai.ru/upload/iblock/104/makarenkova_rus.pdf?ysclid=luo1kifx9h508671156
[7] Макаренкова Н.А. Система управления пространственной ориентацией солнечного паруса бескаркасной центробежной конструкции без расхода рабочего тела: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.07.09. Москва, МАИ, 2018, 26 с.
[8] Попов А.С., Ульянов М.В., Ульянова Н.В. Выбор параметров наноспутника с двухлопастным солнечным парусом для осуществления межпланетных миссий. XLII Академические чтения по космонавтике, посвящённые памяти академика С.П. Королёва и других выдающихся отечественных ученых — пионеров освоения космического пространства (Королёвские чтения — 2018): сб. тез. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018, с. 281–282.
[9] Феоктистов К. П., ред. Космические аппараты. Москва, Воениздат, 1983, 319 с. (Ракетно-космический комплекс).
[10] Nerovny N.A., Mayorova V.I., Tenenbaum S.M., Rachkin D.A., Kotsur O.S., Koretskii M.Y. et al. BMSTU-Sail Space Experiment. Proceedings of the Fourth International Symposium on Solar Sailing 2017. Kyoto, Japan, 2017.