Геометричне моделювання форми багатоланкової стержневої конструкції у невагомості під впливом імпульсів на кінцеві точки її ланок

Автор(и)

  • Leonid Kutsenko Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0003-1554-8848
  • Oleg Semkiv Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-9347-0997
  • Leonid Zapolskiy Український науково-дослідний інститут цивільного захисту вул. Рибальська, 18, м. Київ, Україна, 01011, Україна https://orcid.org/0000-0003-4357-2933
  • Olga Shoman Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0002-3660-0441
  • Nelli Ismailova Військова академія вул. Фонтанська дорога, 10, м. Одеса, Україна, 65009, Україна https://orcid.org/0000-0003-0181-4420
  • Serhii Vasyliev Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-6602-8765
  • Irina Adashevska Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0001-5447-5114
  • Volodymyr Danylenko Харківський національний автомобільно-дорожній університет вул. Ярослава Мудрого, 25, м. Харків, Україна, 61002, Україна https://orcid.org/0000-0003-4952-7498
  • Andrey Pobidash Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0001-8736-0524

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126693

Ключові слова:

стержнева конструкція, процес розкриття у космосі, багатоланкова стержнева конструкція, рівняння Лагранжа другого роду

Анотація

Досліджена геометрична модель нового способу розкриття в умовах невагомості багатоланкової стержневої конструкції, елементи якої з’єднані подібно багатоланковому маятнику. Розкриття ланок конструкції відбувається завдяки впливу імпульсів піротехнічних реактивних двигунів на їх кінцеві точки. Опис динаміки одержаного інерційного розкриття багатоланкової стержневої конструкції виконано за допомогою рівняння Лагранжа другого роду. Результати призначено для використання при проектуванні систем розкриття великогабаритних конструкцій в умовах невагомості, наприклад, силових каркасів для сонячних дзеркал чи космічних антен

Біографії авторів

Leonid Kutsenko, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, професор

Кафедра інженерної та аварійно-рятувальної техніки

Oleg Semkiv, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, проректор

Кафедра наглядово-профілактичної діяльності

Leonid Zapolskiy, Український науково-дослідний інститут цивільного захисту вул. Рибальська, 18, м. Київ, Україна, 01011

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Науково-організаційний відділ

Olga Shoman, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедра геометричного моделювання та комп’ютерної графіки

Nelli Ismailova, Військова академія вул. Фонтанська дорога, 10, м. Одеса, Україна, 65009

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра інженерної механіки

Serhii Vasyliev, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра інженерної та аварій-рятувальної техніки

Irina Adashevska, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» вул. Кирпичова, 2, м. Харків, Україна, 61002

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра геометричного моделювання й комп'ютерної графіки

Volodymyr Danylenko, Харківський національний автомобільно-дорожній університет вул. Ярослава Мудрого, 25, м. Харків, Україна, 61002

Доцент

Кафедра інженерної та комп’ютерної графіки

Andrey Pobidash, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат психологічних наук, старший науковий співробітник

Посилання

  1. Alpatov, A. P., Gorbulin, V. P. (2013). Space platforms for orbital industrial complexes: problems and prospects. News of the National Academy of Sciences of Ukraine, 12, 26–38.
  2. Alpatov, A. P., Belonozhko, P. А., Belonozhko, Р. Р., Vitushkin, A. A., Fokov, А. А. (2007). Large reflecting surfaces in space. Antennas by the communication satellite. System technologies, 3 (50), 73–87.
  3. Alpatov, A. P., Belonozhko, P. А., Belonozhko, Р. Р., Vitushkin, A. A. Fokov, А. А. (2007). Large reflecting surfaces in space. Radotelescopes, solar concentrators, flat reflectors. System Technology, 3 (50), 88–101.
  4. Robert, H. (2015). SpiderFab. Architecture for On.Orbit Manufacture of Large Aperture Space Systems. FISO Briefing, 33.
  5. Alpatov, A. P. (2013). Dynamics of perspective space vehicles. Visnik NAN Ukraine, 7, 6–13.
  6. Udwadia, F. E., Koganti, P. B. (2015). Dynamics and control of a multi-body planar pendulum. Nonlinear Dynamics, 81 (1-2), 845–866. doi: 10.1007/s11071-015-2034-0
  7. Lopes, A. M., Tenreiro Machado, J. A. (2016). Dynamics of the N-link pendulum: a fractional perspective. International Journal of Control, 90 (6), 1192–1200. doi: 10.1080/00207179.2015.1126677
  8. Fritzkowski, P., Kaminski, H. (2008). Dynamics of a rope as a rigid multibody system. Journal of Mechanics of Materials and Structures, 3 (6), 1059–1075. doi: 10.2140/jomms.2008.3.1059
  9. Szuminski, W. (2014). Dynamics of multiple pendula without gravity. Chaotic Modeling and Simulation, 1, 57–67. Available at: http://www.cmsim.eu/papers_pdf/january_2014_papers/7_CMSIM_Journal_2014_Szuminski_1_57-67.pdf
  10. Gutovsky, I. E., Zolin, A. V., Kurkov, S. V., Panteleev, V. A., Khlebnikov, V. A. (2012). Modeling of the dynamics of the opening of the truss frame of the transformed reflector of the space-based antenna by the finite element method. Modern machine building. Science and education, 2, 276–285.
  11. Bakulin, D. V., Borzykh, S. V., Ososov, N. S., Shchiblev, Yu. N. (2004). Simulation of the process of solar battery opening. Matem. Modeling, 16 (6), 88–92.
  12. Anokhin, N. V. (2013). The reduction of a pendulum pendulum to a position of equilibrium by means of a single control moment. Izv. RAN. Theory and control systems, 5, 44–53.
  13. Deployable Perimeter Truss with Blade Reel Deployment Mechanism. Available at: https://www.techbriefs.com/component/content/article/tb/techbriefs/mechanics-and-machinery/24098
  14. Bushuev, A. Yu., Farafonov, B. A. (2014). Mathematical modeling of the process of disclosure of a large-scale solar battery. Mathematical Modeling and Numerical Methods, 2, 101–114.
  15. Schessnyak, S., Romanov, A. (2009). Designing and calculating large-scale unfolding structures using software packages MSC.Software. CADmaster, 2-3, 28–36.
  16. Boykov, V. G. (2009). Program complex of automated dynamic analysis of EULER multicomponent mechanical systems. CAD and graphics, 9, 17–20.
  17. Zimin, V. N., Krylov, A. V., Meshkovsky, V. E., Sdobnikov, A. N., Faizullin, F. R., Churilin, S. A. (2014). Peculiarities of calculating the opening of large-sized transformable structures of various configurations. Science and Education. MGTU im. N.E. Bauman, 10, 179–191.
  18. Martınez-Alfaro, H. Obtaining the dynamic equations, their simulation, and animation for N pendulums using Maple. Available at: http://www2.esm.vt.edu/~anayfeh/conf10/Abstracts/martinez-alfaro.pdf
  19. Yan, X., Fu-ling, G., Yao, Z., Mengliang, Z. (2012). Kinematic analysis of the deployable truss structures for space applications. Journal of Aerospace Technology and Management, 4 (4), 453–462. doi: 10.5028/jatm.2012.04044112
  20. Hoyt, R., Cushing, J., Slostad, J. (2013). SpiderFab: Process for On-Orbit Construction of Kilometer­Scale Apertures. NASA Goddard Space Flight Center 8800 Greenbelt Road Greenbelt, MD 20771, 53.
  21. Kutsenko, L., Shoman, O., Semkiv, O., Zapolsky, L., Adashevskay, I., Danylenko, V. et. al. (2017). Geometrical modeling of the inertial unfolding of a multi-link pendulum in weightlessness. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (7 (90)), 42–50. doi: 10.15587/1729-4061.2017.114269
  22. Kutsenko, L. M. (2017). Illustrations for geometric modeling of inertial disclosure of a multi-faceted pendulum in weightlessness. Available at: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/4868
  23. Kutsenko, L., Semkiv, O., Zapolskiy, L., Shoman, O., Kalynovskyi, A., Piksasov, M. et. al. (2018). Sydorenko Geometrical modeling of the process of weaving a wire cloth in weightlessness using the inertial unfolding of a dual pendulum. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (7 (91)), 37–46. doi: 10.15587/1729-4061.2018.121022
  24. Kutsenko, L. M. Heometrychne modeliuvannia pletinnia sitkopolotna v nevahomosti za dopomohoiu inertsiynoho rozkryttia podviinoho maiatnyka. Available at: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/5143
  25. Kutsenko, L. M. Iliustratsiyi do statti heometrychne modeliuvannia protsesu rozkryttia sterzhnevykh konstruktsiyi u nevahomosti. Available at: http://repositsc.nuczu.edu.ua/handle/123456789/6335
  26. An umbrella-shaped deployable mechanism constructed by six Myard linkages a Two 5R Myard linkages, b 2-Myard mechanism by sharing one common sub-chain. Available at: https://www.researchgate.net/figure/An-umbrella-shaped-deployable-mechanism-constructed-by-six-Myard-linkages-a-Two-5R-Myard_271570634
  27. Self deployable truss. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=sH7NHZwPzMM
  28. Wang Yaping shows pendulum motion in space. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=dqcVONfly8U
  29. Gladkov, S. V. Computer simulation of oscillations of the "Chaotic pendulum". Available at: http://old.exponenta.ru/educat/referat/student8/index.asp
  30. Ter Haar, D. (1974). Fundamentals of Hamiltonian mechanics. Мoscow: Nauka, 224.
  31. Pyrotechnics Test Facility. Available at: https://www.nasa.gov/centers/johnson/engineering/human_space_vehicle_systems/energy_systems_test_area/pyrotechnics/index.html
  32. Prospects for the application of spatial structures from plastics in space technology. Available at: http://stroi-archive.ru/polimery-v-stroitelstve/706-perspektivy-primeneniya-prostranstvennyh-konstrukciy-iz-plastmass-v-kosmicheskoy-tehnike.html

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-03-23

Як цитувати

Kutsenko, L., Semkiv, O., Zapolskiy, L., Shoman, O., Ismailova, N., Vasyliev, S., Adashevska, I., Danylenko, V., & Pobidash, A. (2018). Геометричне моделювання форми багатоланкової стержневої конструкції у невагомості під впливом імпульсів на кінцеві точки її ланок. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(7 (92), 44–58. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126693

Номер

Том 2 № 7 (92) (2018): Прикладна механіка

Розділ

Прикладна механіка

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Leonid Kutsenko, Oleg Semkiv, Leonid Zapolskiy, Olga Shoman, Nelli Ismailova, Serhii Vasyliev, Irina Adashevska, Volodymyr Danylenko, Andrey Pobidash

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.