Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/8257
Title: GEOMETRIC MODELING OF THE UNFOLDING OF A ROD STRUCTURE IN THE FORM OF A DOUBLE SPHERICAL PENDULUM IN WEIGHTLESSNESS
Other Titles: Геометричне моделювання розкриття у невагомості стержневої конструкції у вигляді подвійного сферичного маятника
Authors: Куценко, Леонід Миколайович
Семків, Олег Михайлович
Асоцький, Віталій Вікторович
Запольський, Леонід
Шоман, Ольга
Ісмаілова, Неллі
Даніленко, Володимир
Виноградов, Станіслав Андрійович
Сівак, Єлізавєта
Keywords: rod structure
the process of unfolding in space
two-link rod structure
Lagrangian equation of the second kind
Issue Date: 2018
Citation: Eastern-European Journal of Enterprise Technologies
Series/Report no.: 4;7(94)
Abstract: We investigated the geometric model of the new technique for unfolding a rod structure, similar to the double spherical pendulum, in weightlessness. Displacements of elements occur due to the pulses from pyrotechnic jet engines acting on the endpoints of links. The motion of the obtained inertial unfolding of a rod structure was described using a Lagrange equation of the second kind. Given the conditions of weightlessness, it was built applying only the kinetic energy of the system. The relevance of the chosen subject is emphasized by the need to choose and study the process of activation of the unfolding of a spatial rod structure. The proposed possible drivers are the pulse pyrotechnic jet engines installed at endpoints of the structure's links. They are lighter and cheaper compared, for example, to electric motors or spring devices. In addition, they are more efficient economically when the process of unfolding a structure in orbit is planned to be performed only once. We propose a technique for determining the parameters and initial conditions for initiating the oscillations of a double rod structure in order to obtain a cyclic trajectory of the endpoint of the second link. That makes it possible to avoid, when calculating the process of transformation, the chaotic movements of the structure's elements. We built the time-dependent charts of change in the functions of generalized coordinates, as well as the first and second derivatives from these functions. Therefore, there is a possibility to estimate the force characteristics of the system at the moment of braking (locking) the process of unfolding. The results are intended for the geometric modeling of one of the variants for unfolding the large-sized structures under conditions of weightlessness, for example, force frames for solar mirrors or space antennas, as well as other large-scale orbital infrastructures.
Description: Досліджено геометричну модель нового способу розкриття в умовах невагомості стержневої конструкції, подібної подвійному сферичному маятнику. Переміщення елементів конструкції відбуваються завдяки дії імпульсів піротехнічних реактивних двигунів на кінцеві точки ланок. Опис руху одержаного інерційного розкриття стержневої конструкції виконано за допомогою рівняння Лагранжа другого роду, і, зважаючи на умови невагомості, побудованого з використанням лише кінетичної енергії системи. На актуальність обраної теми вказує необхідність вибору та дослідження процесу активізації розкриття просторової стержневої конструкції. В якості рушіїв пропонується використати імпульсні піротехнічні реактивні двигуни, встановлені на кінцевих точках ланок конструкції. Легші і дешевші порівняно, наприклад, з електродвигунами або пружинними пристроями. А також економічно вигідніші, коли процес розкриття конструкції на орбіті планується виконати лише один раз. Запропоновано спосіб визначення параметрів та початкових умов ініціювання коливань подвійної стержневої конструкції з метою одержання циклічної траєкторії кінцевої точки другої ланки. Це дозволяє при розрахунках процесу трансформування уникати хаотичних рухів елементів конструкції. Побудовано графіки зміни у часі функцій узагальнених координат, а також перших та других похідних цих функцій. Тому з’явилася можливість оцінити силові характеристики системи в момент гальмування (стопоріння) процесу розкриття. Результати можуть використовуватися як геометричні моделі варіантів розкриття великогабаритних об’єктів в умовах невагомості, наприклад, силових каркасів космічних антен чи фермених конструкцій, а також інших орбітальних інфраструктур.
URI: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/8257
ISSN: 1729-3774
Appears in Collections:Інженерної та аварійно-рятувальної техніки

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ВЕЖПТ англ.pdf2,01 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.