Применение пьезокерамики для подавления вибраций полезной нагрузки многорежимного космического аппарата
Авторы: Ермаков В.Ю., Туфан А., Миланко К.Н., Фирсюк С.О.
Опубликовано в выпуске: #7(139)/2023
DOI: 10.18698/2308-6033-2023-7-2290
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов
Современная тенденция проектирования космических аппаратов (КА) заключается в использовании больших сложных и легковесных космических конструкций для достижения повышенной функциональности при снижении затрат на запуск. Сочетание в конструкции крупных габаритов и небольшого веса приводит к тому, что получившиеся пространственные конструкции являются чрезвычайно гибкими и имеют низкочастотные основные режимы вибрации, которые могут быть задействованы в различных задачах, таких как поворот, маневры наведения и стыковка с другими КА. Эффективное подавление вибрации представляет собой сложную задачу для разработчиков КА. Один из перспективных методов ее решения — использование встроенных пьезоэлементов в качестве исполнительных механизмов. Представлен анализ различных систем управления встроенными пьезоэлементами для обеспечения виброзащиты полезной нагрузки. Проведены экспериментальные исследования этих систем по определению уровней коэффициента динамичности.
Литература
[1] Шарапов В.М., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрические датчики. Москва, Техносфера, 2006, 632 c.
[2] Глозман И.А. Пьезокерамика. Москва, Энергия, 1972, 192 c.
[3] Николаев Ю.Л. Принципы конструирования пьезоэлектрических генераторов микроперемещений. Автоматизация и современные технологии, 2000, № 3, с. 10–12.
[4] Николаев Ю.Л., Вишнеков А.В. Моделирование и компенсация процесса ползучести пьезокерамических исполнительных элементов микроперемещений. Приборы, 2012, № 6, c. 44–48.
[5] Быстров С.В., Бобцов А.А., Бойков В.И., Бушуев А.Б., Григорьев В.В. Пьезоэлектрический привод. Пат. № 87043 Российская Федерация, опубл. 20.09.2009, 5 c.
[6] Крикунов М.М. Исследование динамики пространственного движения тел переменного состава. Труды МАИ, 2010, № 41. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=23801
[7] Ермаков В.Ю., Телепнев П.П. Проектирование устройств гашения колебаний конструкции космических аппаратов. Проектирование автоматических космических аппаратов для фундаментальных научных исследований. В.В. Ефанов, К.М. Пичхадзе, ред. В 2 т. Т. 1. Москва, Изд-во МАИ, 2012, c. 434–465.
[8] Донсков А.В. Анализ современных методов оценки и моделирования рисков возникновения нештатных ситуаций на борту космического аппарата. Вестник Московского авиационного института, 2018, т. 25, № 4, c. 163–169.
[9] Лавриненко В.В., Карташев И.А., Вишневский В.С. Пьезоэлектрические двигатели. Москва, Энергия, 1980, 112 c.
[10] Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. Москва, Энергоиздат, 1989, 272 c.
[11] Ермаков В.Ю., Савостьянов А.М., Рулев С.В., Николаев Ю.Л. Разработка и первые экспериментальные исследования виброизоляторов с использованием шунтируемых пьезоэлементов. Материалы научной конференции Военной академии имени Ф.Э. Дзержинского, 1993, c. 102–105.
[12] Николаев Ю.Л., Воронцов А.Л. Расчетно-экспериментальная оценка предельно допустимых деформаций биморфных пьезоэлементов. Ремонт. Восстановление. Модернизация, 2015, № 6, c. 13–17.
[13] Fegade P.V., Barjibhe R.B. Reduction in amplitude of vibration using piezoelectric material patch. International Journal on Emerging Technologies, 2020, vol. 11 (3), pp. 561–564.
[14] Katarzyna Bialas. Reduction of vibrations in mechanical systems using piezoelectric elements. MATEC Web Conf., 2018, vol. 178, art. ID 06023. https://doi.org/10.1051/matecconf/201817806023