МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРОСОВЫХ СИСТЕМ С ПОМОЩЬЮ ДИНАМИКИ НЕРАСТЯЖИМОЙ НИТИ

тросовые системы являются перспективным средством для решения различных задач в условиях космоса : перемещение полезной нагрузки без топливных затрат, стабилизация космических аппаратов, выполнение орбитальных маневров. Экспериментальные исследования проводились во время полётов TSS1 и TSS1-R, YES1 и YES2 и др. В результате анализа процессов размотки троса и верификации математических моделей стало понятно, что такие процессы чувствительны к начальным параметрам запуска и эффектам, связанным с распространением волн возмущения в нити и их отражением от границ. В связи с чем остаётся актуальной потребность в моделирование движения нити в подобных процессах для последующего использования в космических миссиях.
В докладе представлен способ моделирования движения нити для космических миссий. Математическая модель основана на динамике идеальной однородной нерастяжимой нити в переменном поле тяжести. Численное решение основано на методе характеристик. Проводились эксперименты по сматыванию нити с грузом на конце. С помощью полученных экспериментальных траекторий движения центра масс груза в процессе сматывания проводилась валидация программы. В том случае, когда масса груза много больше массы нити получено совпадение расчётной и экспериментальной траектории. В дальнейшим такой вариант моделирования тросовых систем применим для, например, спуска полезной массы с космической станции к поверхности луны.
Работа выполнена при поддержке гранта РНФ № 24-71-00010.