Поведение верхней ступени ракеты-носителя при захвате с помощью гарпуна в задаче увода с орбиты

Тип работы: 
Квалификационная работа магистра
Студент: 
Божко Н. Р.
Научный руководитель: 

Асланов В. С.

Год защиты работы: 
2015

Реферат

Космический мусор – актуальная проблема современности. В настоящее время в районе низких околоземных орбит вплоть до высоты 2000 км находится порядка 300 тыс. техногенных объектов общей массы до 5000 тонн. Возникает необходимость в разработке методов уборки нефункционирующих объектов. Поэтому данная тема актуальна как никогда. Использование разных способов уборки порождает разные задачи. Однако в данный момент все внимание сосредоточено именно разработке способов уво- да с орбиты нефункционирующих объектов. Однако, немаловажен и сам процесс захвата тела и его поведение при захвате.

В работе рассматривается только один способ захвата – захват при помощи гарпуна. Однако, в работе проводится исследование поведения захватывае- мого тела при захвате его гарпуном.
Целью работы является составление математической модели углового движения тела под действием импульсов. Также необходимо составить модель удара гарпуна в обшивку, которая при определенных параметрах системы мо- жет пробить обшивку КА так, чтобы тело можно было захватить и буксировать.

Объектом исследования является твердое тело, которое находится в свободном полете и подлежащее захвату. Тело представляет собой верхнюю ступень ракеты-носителя.
Научная новизна и значимость. Составлена математическая модель движения твердого тела вращающегося вокруг неподвижной точки при действии на него импульсных сил. Получены две модели скорости удара, необходимой для проникания гарпуна в обшивку, по нормали к поверхности, которая учи- тывает форму носовой части, и под углом к нормали, но не учитывающая форму носовой части. Составлена программа в математическом пакете Wolfram Mathematica, позволяющая вычислять скорость необходимую для удара, а за- тем моделировать движение твердого тела, с учетом полученного импульса.