Моделирование баллистической стойкости двойной стенки космических аппаратов при высокоскоростном соударении
Авторы: Добрица Б.Т., Добрица Д.Б.
Опубликовано в выпуске: #11(59)/2016
DOI: 10.18698/2308-6033-2016-11-1554
Раздел: Механика | Рубрика: Механика деформируемого твердого тела
Для оценки стойкости элементов конструкции космических аппаратов, находящихся под воздействием метеорно-техногенных частиц, предложена инженерная методика моделирования для расчета баллистической предельной зависимости двойной стенки при высокоскоростном соударении. Приведены результаты расчетов по рассматриваемой методике для двух вариантов моделей, эквивалентных типовым элементам конструкции космических аппаратов. В качестве моделей выбраны фрагменты топливного бака с защитой и профиль радиатора с встроенной тепловой трубой. Проведен анализ применения предложенной методики при увеличении толщины стенки бампера для конструкции топливного бака, давший положительный результат. Отмечена обоснованность применения различных подходов для оценки и снижения риска повреждения космического аппарата от воздействий метеорно-техногенных частиц: экспериментов по высокоскоростным соударениям, численных методов и инженерных методик.
Литература
[1] Димитриенко Ю.И. Механика сплошной среды. В 4 т. Т. 4. Основы механики твердых сред. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014, 624 с.
[2] Уилкинс М.Л. Расчет упругопластических течений. В кн.: Вычислительные методы в гидродинамике. Москва, Мир, 1967, с. 212-263.
[3] Wilkins M.L. Computer simulation of dynamic phenomena. Berlin-Heidelberg-New-York, Springer-Verlag, 1999, 264 p.
[4] Александров А.А., Димитриенко Ю.И. Математическое и компьютерное моделирование - основа современных инженерных наук. Математическое моделирование и численные методы, 2014, № 1 (1), c. 3-4.
[5] Димитриенко Ю.И., Димитриенко И.Д. Моделирование динамических процессов деформирования гибких тканевых композиционных материалов. Инженерный журнал: наука и инновации, 2014, вып. 5 (29). URL: http://engjournal.ru/catalog/mathmodel/material/1236.html
[6] Димитриенко Ю.И., Дзагания А.Ю., Беленовская Ю.В., Воронцова М.А. Численное моделирование проникания ударников в анизотропные упруго-пластические преграды. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки, 2008, № 4, с. 100-117.
[7] Герасимов А.В., Пашков С.В., Христенко Ю.Ф. Защита космических аппаратов от техногенных и естественных осколков. Эксперимент и численное моделирование. Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, 2011, № 4 (16), с. 70-78.
[8] Добрица Б.Т., Добрица Д.Б. Работоспособность защитных экранов с двойной сеткой при воздействии высокоскоростных частиц. Вестник Томского государственного университета. Математика и механика, 2015, № 4 (36), с. 64-70.
[9] Christiansen E.L. Design and performance equations for advanced meteoroid and debris shields. Int. J. Impact Engineering, 1993, vol. 14, pp. 145-156.
[10] Christiansen E.L., Kerr J.H. Ballistic Limit Equations for Spacecraft Shielding. Int. J. Impact Engineering, 2001, vol. 26, pp. 93-104.
[11] Добрица Д.Б. К вопросу расчета стойкости элементов конструкции космического аппарата при воздействии частиц космического мусора. Вестник ФГУП "НПО им. С.А. Лавочкина", 2012, № 5 (16), с. 53-58.
[12] Николаевский В.Н., ред. Высокоскоростные ударные явления. Москва, Мир, 1973, 528 с.
[13] Панасюк М.И., Новиков Л.С., ред. Модель космоса. В 2 т. Т. 2. Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов. Москва, КДУ, 2007, 989 с.
[14] Ryan S., Christiansen E. Micrometeoroid and Orbital Debris Shield Ballistic Limit Analysis Program. NASA/TM -2009 214789.
[15] Солодов А.В., ред. Инженерный справочник по космической технике. Москва, Воениздат, 1977, 430 с.