Задача об устойчивости движения спутника

Устойчивость относительного равновесия спутника на орбите. Остановимся теперь на некоторых вопросах движения космических аппаратов относительно их центров масс. Этот вопрос тоже имеет предысторию в классической небесной механике (теория либрации Луны, теория прецессии Земли). Однако по характеру действующих моментов сил и разнообразию начальных условий задача о движении спутников относительно их центров масс представляется более сложной. С другой стороны, новые методы математики позволяют получить новые результаты и в классических задачах. [c.44]

С] ЗАДАЧА ОБ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ СПУТНИКА 123 [c.123]

ЗАДАЧА ОВ УСТОЙЧИВОСТИ ДВИЖЕНИЯ СПУТНИКА 125 [c.125]

Рассмотрим задачу о полете КА по замкнутой орбите в гравитационном поле планеты. Лля определения характеристик и условий устойчивого полета при описании движения спутника будем исходить из уравнений орбит (3.12), (3.16). [c.90]

Другой круг вопросов, требующий анализа движения спутника относительно центра масс, связан с возможностью получения пассивной ориентации спутников, то есть ориентации, обусловливаемой влиянием моментов внешних сил. В этих задачах существенным является нахождение естественных ориентированных положений спутника, анализ устойчивости этих положений и движения в их окрестности. [c.9]

Строго говоря, орбита спутника зависит от движения около центра масс, В главе 4 рассматриваются взаимо-связные задачи о поступательном и вращательном движении спутника в ньютоновском поле сил. Здесь наиболее полно и строго доказывается описанный выше результат об устойчивости относительного равновесия спутника в гравитационном поле. Проанализированы достаточные условия устойчивости в общей форме, оценены допустимые возмущения, на частной задаче рассмотрено влияние формы спутника на его орбиту рассмотрен ряд других вопросов. [c.12]

В приложении 1 рассмотрена задача о движении твердого тела около закрепленной точки в ньютоновском поле сил. Результаты этого приложения частично использованы в главах 1, 2 для объяснения гравитационных эффектов в движении спутников. Эта задача имеет и самостоятельный интерес. Здесь содержится постановка задачи, указаны ее первые интегралы и интегрируемые случаи дан анализ устойчивости частных решений (постоянных вращений) и исследованы некоторые движения, в которых легко усматриваются эффекты, вызываемые возмущающим действием ньютоновского поля сил. [c.16]

Если кинетическая энергия вращения спутника достаточно мала по сравнению с работой моментов внешних сил, то движение спутника будет носить либрационный характер спутник будет колебаться около некоторого положения устойчивого относительного равновесия. Выявление таких положений равновесия и исследование либрационного движения представляет особенный интерес для задачи стабилизации и ориентации космических аппаратов с помощью моментов внешних сил. [c.58]

Первые исследования стационарных движений сложных механических систем, в том числе, упругих спутников, и их устойчивости начаты в работах В.В. Румянцева, его учеников и последователей. Решение задач устойчивости и стабилизации стационарных движений упругих [c.402]

Влияние моментов сил внутренней природы на движение спутника. Н. Н. Колесников (1962) показал, что условия устойчивости относительного равновесия спутника как твердого тела сохраняют свой вид и для спутника, имеющего полость, целиком заполненную вязкой жидкостью. Им же рассмотрены некоторые спутниковые задачи при наличии гиростатического момента (1963, 1966). [c.293]

В этой главе приводятся без доказательств критерии устойчивости в смысле Ляпунова различных режимов вращения относительно центра масс искусственных спутников планет и космических аппаратов, которые вытекают либо из строгого, либо и из линейного анализа уравнений движения. Описываются различные способы стабилизации вращения космических аппаратов. Даются только результаты исследования ограниченных задач динамики космического полета, полученные в предположении, что вращательное движение спутников не оказывает никакого влияния на их орбитальное движение. [c.777]

На протяжении нескольких последних лет появились многочисленные статьи и отчеты, посвященные задаче об устойчивости спутников с двойным вращением и об управлении такими спутниками [1—5]. Наряду с этим возникла область задач, в равной степени важных для обеспечения требуемых свойств движения [c.39]

Ряд геофизических и динамических задач, связанных с изучением и освоением космического пространства, требует анализа вращательного движения искусственного космического объекта относительно его центра масс. Без такого анализа трудно правильно интерпретировать показания приборов, установленных на спутнике движение около центра масс влияет на параметры орбиты и время существования спутника существует также ряд других задач, требующих знания ориентации спутника в пространстве. Особо следует отметить круг вопросов, связанный с возможностью получения пассивной ориентации спутников, т. е. ориентации, обусловливаемой влиянием моментов внешних сил. В этих задачах существенным является нахождение естественных ориентированных положений спутника, анализ устойчивости этих положений и движения в их окрестности. [c.287]

В несколько обособленном положении находится задача о движении твердого тела, когда со спутником жестко связана вращающаяся масса. Избыточный момент количества движения снижает способность спутника противодействовать колебаниям вне плоскости орбиты. Устойчивость таких систем рассматривал Кейн [41] кроме того, в работе [361 исследовался один из вариантов этой задачи. [c.195]

В данном случае для совокупной системы дифференциальных уравнений возмущенного движения спутника можно сначала решить задачу стабилизации по отношению к переменным, определяющим его положение в орбитальной системе координат. Делается это путем рассмотрения " "укороченной управляемой системы, получающейся из исходной совокупной обращением в нуль неконтролируемых на данном этапе решения переменных. Затем применением теоремы Ляпунова-Малкина [Малкин, 1966] доказывается, что в процессе проведенной стабилизации фактически обеспечивается не только асимптотическая устойчивость по указанной части переменных, но и устойчивость (неасимптотическая) по всем переменным исследуемого невозмущенного движения совокупной системы [Белецкий, 1965 Крементуло, 1977]. [c.23]

Исследована устойчивость регулярных прецессий динамически симметричного спутника на круговой орбите дан анализ устойчивости плоских колебаний спутника — твердого тела на эллиптической орбите произвольного эксцентриситета рассмотрена устойчивость движения динамически симметричного спутника, когда его ось симметрии перпендикулярна плоскости эллиптической орбиты центра масс исследована устойчивость плоских вращений спутника и плоских колебаний произвольной амплитуды на круговой орбите получены новые результаты в задаче об устойчивости относительного эавновесия спутника с трехосным эллипсоидом инерции. Подробная библиография приведена в [31, 94]. В [95] указаны такие случаи, когда относительное равновесие спутника устойчиво в линейном приближении, есть устойчивость для большинства начальных условий, а на самом деле это равновесие неустойчиво но Ляпунову. Это — пример конкретной задачи механики, в которой установлено существование диффузии Арнольда (правда, эта диффузия не является экпоненци-альной). [c.125]

Особенно полезными оказались методы теории периодических решений, являвшейся в теории Ляпунова вспомогательным математическим аппаратом для решения задач об устойчивости в особенных случаях и использованной в ГАИШ (Г. Н. Дубошин и др.) в сороковых годах для нахождения некоторых частных решений, близких к круговым, в задаче о движении материальной точки в силовом поле, обладающем осевой симметрией и экваториальной плоскостью (задача Фату). Эта методика позволила, например, построить аналитическую теорию движения спутников Сатурна, оставшуюся, правда, незаконченной в силу отсутствия точных наблюдений спутников. [c.344]

Обобщенная задача двух неподвижных центров (см. ч. VI) также допускает круговые орбиты. Их устойчивость при постоянно действующих возмущениях исследована в работах [135], [136], [137], а для случая предельного варианта задачи двух неподвижных центров в [138]. Названная задача допускает в качестве частных рещений так называемые эллипсоидальные и ги-перболоидальные орбиты [47]. Эти орбиты лежат на эллипсоиде или на гиперболоиде вращения. Первые располагаются между двумя параллелями, и если являются периодическими, то после некоторого числа оборотов замыкаются, в противном случае имеем обмотку части эллипсопда. Гиперболоидальные траектории не являются спутниковыми орбитами, так как при оо материальная точка удаляется на бесконечность. С помошью связки интегралов В. Г. Демин [87] показал, что эллипсоидальные орбиты устойчивы по отношению к большой полуоси и эксцентриситету эллипсоида и гиперболоида, на которых происходит движение спутника. Устойчивость движения стационарных (или суточных) спутников рассмотрена в [89], [137]. [c.848]

Задача о движении естеств. спутников планет. 5) Проблема трёх тел — важная модельная задача о движении трёх взаимно тяготеющих материальных точек, напр. косм, аппарата в системе Земля — Луна или астероида в системе Солнце — Юпитер. Особый интерес представляет изучение равновесного движения к.-л. тела в полях тяготения двух других тел — определение св-в т. н. точек либрации , ввиду их перспективности для практики косм, полётов (см. Трёх тел задача). 6) Теория движения Луны — одна из сложных п до сих пор актуальных задач Н. м. 7) Проблема устойчивости Солн. системы. Постановка проблемы и первые результаты принадлежат франц. учёным П. Лапласу и Ж. Лагранжу. Достижения математики последних лет (теория Колмогорова — Арнольда — Мозера) позволили существенно продвинуть решение классич. проблемы об устойчивости Солн. системы. В. И. Арнольдом получен след, результат большие полуоси орбит планет, их наклонения и эксцентриситеты вечно остаются вблизи исходных значений, если эксцентриситеты орбит и их наклонения малы (это условие выполняется), а периоды обращения несоизмеримы (условие не-резонансности движений в системе). Б реальной Солн. системе дело обстоит, скорее, наоборот резонансные соотношения между частотами, характеризующими орбит, движения тел Солн. системы, явл. правилом. 8) Резонансные проблемы небесной механики. Средние движения планет довольно точно удовлетворяют нек-рым резонансным соотношениям между частотами их обращения вокруг Солнца (наиб, известен резонанс 5 2 для Юпитера и Сатурна). Известны и резонансные соотношения между ср. движениями естеств. спутников планет. Осевое вращение Луны (и мн. других остеств. спутников планет) находится в соизмеримости 1 1 с орбит, движением осевое вращение Меркурия имеет с орбит, движением соизмеримость 3 2. Обилие подобных фактов (здесь перечислена лишь малая их часть) позволяет предположить, что тенденция к резонансным движениям в Н. м. есть объективная закономерность, к-рую можно использовать, напр., для стабилизации движения [c.447]

Рассмотрим задачу о приведении к нормальной форме (2.93) гамильтониана //j в разложении функции Гамильтона (2.44), описывающей возмущенное движение динамически симметричного спутника относительно центра масс в окрестности цилиндрической прецессии. Предполагается, что значения параметров задачи а, /J принадлежат об/щстям /, //устойчивости цилиндрической прецессии (см. рис. 15). Из рассмотрения исключается единственная точка a — 1, = 2 области /, в которой [c.126]

П. М. Бейнум и др. рассмотрели достаточно общую задачу о стабилизации углового положения спутника с двойным вращением, снабженного демпферами. Динамическую модель демпфера они выбрали в виде колебательной системы с одной степенью свободы, обладающей инерцией, демпфированием и восстанавливающей силой. Основное тело спутника корпус), маховик и два демпфера образуют сложную механическую систему, и предметом исследования авторов этой статьи являются переходные движения и устойчивость стабилизируемого состояния системы. [c.5]

Из классических работ по небесной механике известно, что при движении твердого тела по круговой орбите существуют устойчивые положения относительного равновесия. Эти положения устойчивого равновесия соответствуют некоторым относительным ориентациям твердого тела (например, искусственного спутника), когда его главные центральные оси инерции совпадают с осями орбитальной системы координат (радиус-вектор центра масс, трансверсаль и бинормаль к орбите). Если искусственньш спутник Земли сориентировать около положения устойчивого (относительного) равновесия, то это положение может сохраняться сколь угодно долго. Моменты от центрального поля гравитационных сил будут в этом случае стабилизирующими моментами, и мы приходим к идее ориентации спутника без расходования энергии и рабочего тела. Для эллиптических орбит с малыми эксцентриситетами относительное устойчийое равновесие тела почти всегда переходит в устойчивое колебательное движение с малой амплитудой и периодом, равным периоду обращения по орбите. Эти колебания можно рассматривать как погрешности ориентации, которые могут быть рассчитаны и учтены. Это представляет весьма важную задачу современной механики (18. [c.12]

Пример 2.6.2 [Воротников, 1988Ь, 1991а, 1998]. Рассмотрим задачу стабилизации положения относительного равновесия искусственного спутника (ИС) на круговой орбите в ньютоновском поле тяготения. Условия устойчивости положения относительного равновесия ИС на круговой орбите (при котором ИС все время обращен одной и той же стороной к поверхности Земли) указаны в конце XIX столетия Ф. Тиссераном в его известном курсе небесной механики [Tisserand, 1891] на основе анализа приближенных уравнений движения. [c.150]

На фиг. 475 показана классификация деталей применительно к задачам транспортирования и питания автоматической линии. Для мелких цилиндрических деталей в качестве транспортирующих механизмов удобнее всего применять лотки и трубочки, по которым транспортирование происходит под действием силы тяжести или принудительно —с помощью механизма. Для деталей простых форм можно рекомендовать различного рода рольганги, ленточные транспортеры, желобчатые конвейеры. Транспортировка деталей сложных форм может быть осуществлена при помощи захватов разнообразных конструкций. Наиболее выгодны автоматические линии для изготовления крупных корпусных деталей. Для таких деталей характерной является сложная обработка, требующая большого количества операций. Перемещение такого вида деталей с позиции на позицию или со станка на станок в автоматической линии производится при помощи конвейера с непрерывным или прерывистым движением. Существуют детали, которые из-за сложной формы, небольшой устойчивости или по другим причинам устанавливаются на специальные плиты — приспособления, которые перемещаются транспортерами. Плиты фиксир потся и зажимаются на рабочих позициях, и после обработки детали возвращаются в загрузочную позицию. Приспособления, создающие ложные базы на детали, часто называют приспособлениями-спутниками. Такой способ обработки весьма распространен. [c.486]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...