МОДЕЛЮВАННЯ ДІЙ МАНІПУЛЯТОРА ТИПУ СХВАТА ДЛЯ ОБ’ЄКТІВ ЦИЛІНДРИЧНОЇ ФОРМИ ПІД ЧАС АВАРІЙНО-РЯТУВАЛЬНИХ РОБІТ В УМОВАХ НЕВАГОМОСТІ

Abstract

Запропоновано геометричну модель дії в умовах невагомості механічного маніпулятора типу схвата для захоплення та утримання просторових об’єктів циліндричної форми з використанням стержневої конструкції, яка є подібною до чотирьохланкового маятника. Переміщення ланок конструкції відбуваються завдяки дії імпульсів піротехнічних 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. Актуальність теми визначається необхідністю удосконалення систем забезпечення профілактичних та ремонтних робіт, а також проведення аварійно-рятувальних робіт у випадку виникнення позаштатних аварійних ситуацій з космічними апаратами різних типів та характеристик. На основі інерційного розкриття чотириланкових стержневих конструкцій розроблено схеми дії маніпуляторів (схватів) для захвату просторових циліндричних об'єктів, осі яких розташовано паралельно або перпендикулярно відносно поверхні космічного апарату. Визначено параметри та початкові умови моменту початку руху чотириланкової стержневої конструкції з метою одержання необхідного для захоплення розташування ланок. Показано, що для впроваджень інерційного розкриття необхідно на кінцеві точки ланок подіяти імпульсами піротехнічних пристроїв з величинами, відповідно, {0.1, 1.9, 1.3, 2.5} умовних одиниць. Побудовано графіки зміни у часі функцій значень кутів як узагальнених координат, а також перших та других похідних цих функцій. В результаті проведених розрахунків надано оцінки силовим характеристикам системи в момент гальмування (зупинки) процесу розкриття.