- PII
- 10.31857/S003282352305003X-1
- DOI
- 10.31857/S003282352305003X
- Publication type
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 87 / Issue number 5
- Pages
- 729-741
- Abstract
- The questions of the dynamics of the angular motion of nanosatellites with gravitational dampers are considered. The damper is a solid body rotating in a spherical cavity with a viscous liquid filling and creating internal friction with the dissipation of the kinetic energy of the angular motion. Unlike classical models of similar viscous dampers using the M.A. Lavrentiev with spherical dynamic symmetry of the body-damper, in this work the body-damper has a central triaxial ellipsoid of inertia, which increases the efficiency of interaction with an external gravitational field. This makes it possible to use almost any autonomous nanosatellite assembly as such an internal body-damper, placing it in a sealed spherical shell inside a spherical cavity with a viscous liquid in the center of mass of the main body-satellite body. The presence of a three-axis inertia tensor of the damper body changes and complicates the mathematical model of the angular motion in comparison with the classical one, which can be considered as a certain generalization and development of research in this direction.
- Keywords
- наноспутник трехосный гравитационный демпфер модель М.А. Лаврентьева угловое движение центральное поле гравитации
- Date of publication
- 01.05.2023
- Year of publication
- 2023
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 31
References
- 1. Ишлинский А.Ю. Деятельность Михаила Алексеевича Лаврентьева в Академии наук УССР // ПМТФ. 1960. № 3. С. 16–19.
- 2. Черноусько Ф.Л. Движение твердого тела с полостями, содержащими вязкую жидкость. М.: ВЦ АН СССР, 1968.
- 3. Черноусько Ф.Л. О движении твердого тела, содержащего сферический демпфер // ПМТФ. 1968. № 1. С. 73–79.
- 4. Черноусько Ф.Л., Акуленко Л.Д., Лещенко Д.Д Эволюция движений твердого тела относительно центра масс. Ижевск: Ижевский ин-т компьют. исслед., 2015. 308 с.
- 5. Акуленко Л.Д., Лещенко Д.Д., Черноусько Ф.Л. Быстрое движение вокруг неподвижной точки тяжелого твердого тела в сопротивляющейся среде // Изв. АН СССР. МТТ. 1982. № 3. С. 5–13.
- 6. Акуленко Л.Д. Асимптотические методы оптимального управления. М.: Наука, 1987. 365 с.
- 7. Акуленко Л.Д., Лещенко Д.Д., Рачинская А.Л., Щетинина Ю.С. Эволюция возмущенных вращений несимметричного гиростата в гравитационном поле и среде с сопротивлением // Изв. РАН. МТТ. 2016. № 4. С. 43–52.
- 8. Акуленко Л.Д., Лещенко Д.Д., Рачинская А.Л. Эволюция вращений спутника с полостью, заполненной вязкой жидкостью // Мех. тверд. тела. 2007. Вып. 37. С. 126–139.
- 9. Акуленко Л.Д., Зинкевич Я.С., Лещенко Д.Д., Рачинская А.Л. Быстрые вращения спутника с полостью, заполненной вязкой жидкостью, под действием моментов сил гравитации и светового давления // Космич. исслед. 2011. Т. 49. № 5. С. 453–463.
- 10. Амелькин Н.И., Холощак В.В. Об устойчивости стационарных вращений спутника с внутренним демпфированием в центральном гравитационном поле // ПММ. 2017. Т. 81. № 2. С. 123–136.
- 11. Холощак В.В. Динамика вращательного движения спутника с демпфером в центральном гравитационном поле // Тр. МФТИ. 2017. Т. 9. № 4 (36). С. 106–119.
- 12. Амелькин Н.И., Холощак В.В. Вращательное движение несимметричного спутника с демпфером на круговой орбите // ПММ. 2019. Т. 83. Вып. 1. С. 16–31.
- 13. Амелькин Н.И., Холощак В.В. Эволюция вращательного движения динамически симметричного спутника с внутренним демпфированием на круговой орбите // ПММ. 2019. Т. 83. Вып. 1. С. 3–15.
- 14. Амелькин Н.И. Об асимптотических свойствах движений спутников в центральном поле, обусловленных внутренней диссипацией // ПММ. 2011. Т. 75. № 2. С. 204–223.
- 15. Амелькин Н.И., Холощак В.В. Об устойчивости стационарных вращений спутника с внутренним демпфированием в центральном гравитационном поле // ПММ. 2017. Т. 81. Вып. 2. С. 123 –13.
- 16. Сидоренко В.В. Эволюция вращательного движения планеты с жидким ядром // Астроном. вестн. 1993. Т. 27. № 2. С. 119–127.
- 17. Прикладная небесная механика и управление движением. Сб. статей, посвященный 90‑летию со дня рождения Д.Е. Охоцимского / Составители: Т.М. Энеев, М.Ю. Овчинников, А.Р. Голиков. М.: ИПМ им. М.В. Келдыша, 2010. 368 с.
- 18. Морозов В.М., Каленова В.И. Управление спутником при помощи магнитных моментов: управляемость и алгоритмы стабилизации // Космич. исслед. 2020. Т. 58. № 3. С. 199–207.
- 19. Doroshin A.V. Gravitational dampers for unloading angular momentum of nanosatellites // in: Advances in Nonlinear Dynamics. NODYCON Conf. Proc. Ser. Vol. 1 / Ed. by Lacarbonara W., Balachandran B. et al. Springer, 2022. P. 257–266.
- 20. Amel’kin N.I., Kholoshchak V.V. Rotational motion of a non-symmetrical satellite with a damper in a circular orbit // Mech. Solids. 2019. V. 54. P. 190–203.
- 21. Amel’kin N.I. Evolution of rotational motion of a planet in a circular orbit under the influence of internal elastic and dissipative forces //Mech. Solids. 2020. V. 55. P. 234–247.
- 22. Winfree P.K., Cochran Jr J.E. Nonlinear attitude motion of a dual-spin spacecraft containing spherical dampers // J. Guidance, Control, & Dyn. 1986. V. 9. № 6. P. 681–690.
- 23. Davis L.K. Motion damper. U.S. Patent No. 3,399,317. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office, 1968.
- 24. Ivanov D.S., Ovchinnikov M.Y., Penkov V.I., Ivanova T.A. Modeling a nanosatellite’s angular motion damping using a hysteresis plate // Math. Models&Comput. Simul. 2020. V. 12. P. 816–823.
- 25. Ovchinnikov M.Y., Roldugin D.S. A survey on active magnetic attitude control algorithms for small satellites // Progr. in Aerosp. Sci. 2019. V. 109. P. 100546.
- 26. Roldugin D.S., Ovchinnikov M.Y. Wobble of a spin stabilized satellite with cross products of inertia and magnetic attitude control // Adv. in Space Res. 2023. V. 71. № 1. P. 408–419.
