МЕТОДИКА ОПТИМИЗАЦИИ УСТРОЙСТВА НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ В ПЕРИФЕРИЙНОМ СТЫКОВОЧНОМ АГРЕГАТЕ 

Рассмотрен выбор параметров периферийного стыковочного агрегата космического аппарата. В основе кинематической схемы его стыковочного механизма лежит платформа Гью–Стюарта, конструктивная реализация линейных звеньев которой в работе называется штангами, а управляемого звена — стыковочным кольцом. Стыковочный механизм отличается способностью накопления, а не демпфирования кинетической энергии сближения космических аппаратов. Для этого в каждой штанге размещено устройство накопления энергии, имеющее в своем составе нелинейный спиральный пружинный механизм. Устройство накопления энергии поглощает кинетическую энергию сближения космических аппаратов и не допускает ее возврата после достижения сцепки. Спиральный пружинный механизм реализует заданную диаграмму сжатия штанги и обеспечивает необходимую силу сопротивления сближению кораблей при стыковке. В работе приведены общий вид диаграммы сжатия штанги и ограничения, накладываемые на нее. Приведена методика выбора параметров и модель диаграммы сжатия штанги, отличающаяся введением переменного коэффициента жесткости. Приведена методика выбора параметров нелинейного спирального пружинного механизма по габаритам при заданных для них ограничениях. Предложенная методика находит применение при оптимизации устройств накопления энергии периферийного стыковочного агрегата.

1. Яскевич А.В., Павлов В.Н., Чернышев И.Е., Рассказов Я.В., Земцов Г.А., Карпенко А.А. Периферийный стыковочный механизм. Патент РФ №2657623. Бюл. 2018. № 17.
2. Gough V.E. Contribution to discussion of papers on research in Automobile stability, control, and tyre performance // Proc. Auto Div., Inst. Mech. Eng. 1956. V. 171. P. 392–394.
3. Stewart D. Platform with six degrees of freedom // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. 1965. V. 180(1). N 15. P. 371– 386.
4. Claessens D., Preud’Homme F., Paijmans B. Development of the International Berthing and Docking Mechanism compatible with the International Docking System Standard // Proc. 63rd International Astronautical Congress, IAC-2012, October 1-5, Naples, Italy. P. IAC-12,B3,7,9,x15451 [Электронный ресурс]. URL: http:// iafastro.directory/iac/archive/browse/IAC-12/B3/7/15451/ (дата обращения: 28.01.2020).
5. Dittmer H., Gracia O., Caporicci M., Paijmans B., Meuws D. The International berthing Docking Mechanism (IBDM): Demonstrating full compliance to the International Docking System Standard (IDSS) // Proc. 66th International Astronautical Congress, IAC 2015, October 12-16, Jerusalem, Israel. P. IAC-15,B3,7,7,x30720 [Электронный ресурс]. URL: https://iafastro.directory/iac/archive/browse/IAC-15/ B3/7/30720/ (дата обращения: 23.07.2019).
6. Motaghedi P., Ghofranian S. Feasibility of the SIMAC for the NASA Docking System // AIAA Space and Astron. forum and expos (SPACE 2014). 2014. P. 1–8 [Электронный ресурс]. URL: https://ntrs.nasa. gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20140009916.pdf (дата обращения: 23.07.2019).
7. Ghofranian S., Chuang L-P., Motaghedi P. Spacecraft Docking System. Patent US20150266595 A1 [Электронный ресурс]. URL: http://google.com/patents/US20150266595 (дата обращения: 23.07.2019).
8. McFatter J., Keiser K., Rupp T. NASA Docking System Block 1: NASA’s new direct electric docking system supporting ISS and future human space exploration // Proc. 44th Aerospace Mechanism Symposium, NASA Glenn Research Center. 2018. P. 471–484 [Электронный ресурс]. URL: https://hdl.handle. net/2060/20180002828 (дата обращения: 28.01.2020).
9. Рассказов Я.В. Устройство накопления энергии нового периферийного стыковочного механизма // Космическая техника и технологии. 2019. № 3(26). С. 39–46. doi: 10.33950/spacetech-2308-7625-2019-3-39-46
10. Яскевич А.В., Чернышев И.Е. Выбор параметров накопителя энергии для нового периферийного стыковочного механизма // Космическая техника и технологии. 2019. № 2(25). С. 55–66. doi: 10.33950/spacetech-2308-7625-2019-2-55-66
11. Сыромятников В.С. Андрогинный периферийный агрегат стыковки (АПАС) и демпфер амортизационно-приводной системы для него. Патент РФ № 2131829. Бюл. 20.06.1999.
12. Ильина В.А., Силаев П.К. Система аналитических вычислений MAXIMA для физиков-теоретиков. М.: МГУ, 2007. 112 с.
13. Рассказов Я.В. Модель функционирования нелинейного спирального пружинного механизма стыковочного агрегата // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2018. № 10. С. 307–317.
14. Гевондян Т.А. Пружинные двигатели: Теория, расчет, методы контроля и испытаний. М.: Оборонгиз, 1956. 368 с.
15. Яскевич А.В. Особенности динамики стыковки космических аппаратов при использовании периферийного механизма с накоплением кинетической энергии сближения // Космическая техника и технологии. 2019. № 4 (27). С. 109–120.
 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License