Баллистические предельные уравнения для оптимизации системы защиты космических аппаратов от микрометеороидов и космического мусора

Автор: Миронов Вадим Всеволодович, Толкач Михаил Александрович

Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia

Рубрика: Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов

Статья в выпуске: 3 (14), 2016 года.

Бесплатный доступ

Задачи оценки риска повреждения космических аппаратов (КА) и выработки мероприятий по его снижению и созданию систем защиты от воздействия сверхскоростных частиц микрометеороидов (ММ) и частиц космического мусора (КМ) являются весьма актуальными. Риск повреждения КА зависит от свойств элементов конструкции и интенсивности потоков сверхскоростных частиц. Противостояние любого элемента конструкции КА воздействию удара сверхскоростной частицы, как известно, описывается баллистическими предельными уравнениями. В настоящей работе выполнен анализ возможности использования разработанных к настоящему времени баллистических предельных уравнений для проведения оптимизации одностеночной и многостеночной защит КА от ММ/КМ. Под оптимизацией подразумевается сравнение относительной эффективности различных материалов и конфигураций защиты от сверхскоростных частиц. Приведены общие требования к баллистическим предельным уравнениям, пригодным для проведения сравнительного анализа защиты от ММ/КМ. Предложены уравнения, наиболее полно учитывающие различные факторы при оценке защиты от сверхскоростных частиц ММ/КМ.

Еще

Микрометеороид, космический мусор, баллистические предельные уравнения, защита космического корабля от микрометеороидов

Короткий адрес: https://readera.org/14343525

IDR: 14343525

Список литературы Баллистические предельные уравнения для оптимизации системы защиты космических аппаратов от микрометеороидов и космического мусора

  • Gäde A., Miller A. Project: ESABASE2/Debris Release 6.0. Technical Description. Ref. R077-231rep_01 _03_01 _Debris_Technical Description.doc. 2013-07-05. Режим доступа: http://esabase2.net/wp-content/uploads/2013/07/ESABASE2-Debris-Technical-Description.pdf (дата обращения 29.11.2015 г.).
  • Добрица Д.Б. Теоретико-экспериментальная оценка стойкости сотовых панелей космического корабля при воздействии метеорно-техногенных частиц//Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2014. № 2(28). С. 58-68. Режим доступа: http://sun.tsu.ru/mminfo/000063105/mat/28/image/28-058.pdf (дата обращения 29.11.2015 г.).
  • Protection manual. IADC-04-03. Version 5.0. Inter-agency space debris coordination committee. Prepared by the IADC WG3 members. October, 2012. Режим доступа: http://www. iadc-online.org/Documents/IADC-04-03_ Protection_Manual_v5.pdf (дата обращения 29.11.2015 г.)
  • Protection manual. IADC-04-03. Version 7.0. Inter-agency space debris coordination committee. Prepared by the IADC WG3 members. 19 September 2014. Режим доступа: http://www.iadc-online.org/Documents/IADC-04-03_Protection_Manual_v 7.pdf (дата обращения 29.11.2015 г.)
  • ГОСТ 25645.128-85. Вещество метеорное. Модель пространственного распределения. М.: Издательство стандартов, 1985. 24 с.
  • ГОСТ 25645.167-2005. Космическая среда (естественная и искусственная). Модель пространственно-временного распределения плотности потоков техногенного вещества в космическом пространстве. М.: Стандартинформ, 2005. 36 с.
  • Silvestrov V.V., Plastinin A.V., Gorshkov N.N. Hypervelocity impact on laminate composite panels//International Journal of Impact Engineering. 1995. Vol. 17. Pp. 751-762. Режим доступа: http://www.ciar.org/ttk/mbt/papers/lakowski.2006-09/jie-vol17pp751-762.pdf (дата обращения 29.11.2015 г.).
  • Stanley G.L., Donald E.B., Nichole L.K., Horz K.F. Morphology of meteoroid and debris impact craters formed in soft metal targets on the LDEF satellite // International Journal of Impact Engineering. 1995. Vol. 16. № 3. Pp. 405-418. Режим доступа: http://www.eas.uccs.edu/~tlilly/ SPCE_5065_13Su/R06/Love%2 0-%20 Morphology% 20of%20meteoroid%20and%20 debris% 20impact% 20craters% 20formed% 20in%20soft%20metal%20targets%20on%20 the%20LDEF%20satellite.pdf (дата обращения 29.11.2015 г.).
  • Zolensky M.E., Zook H.A., Horz F., Atkinson D.R., Coombs C.R., Watts A.J., Dardano C.B., See T.H., Simon C.G., Kinard W.H. Interim report of the meteoroid and debris special investigation group (1993). Режим доступа: http://www. cs.odu.edu/~mln/ltrs-pdfs/cp3194-92-p277. pdf (дата обращения 30.04.2015 г.).
  • Bernhard R.P., Christiansen E.L., Hyde J., Crews J.L. Hypervelocity impact damage into Space Shuttle surfaces//International Journal of Impact Engineering. 1995. Vol. 17. Pp. 57-68. Режим доступа: http://www.ciar.org/ttk/mbt/papers/lakowski.2006-09/ijie-vol-17pp57-64. pdf (дата обращения 29.11.2015 г.).
  • Kalinski M.E. Hypervelocity impact analysis of International Space Station Whipple and enhanced stuffed Whipple shields. Monterey, California, Naval. Naval Postgraduate School Monterey, CA 93943-5000. Illinois Institute of Technology. December 2004. Режим доступа: http://calhoun.nps.edu/bitstream/handle/10945/1233/04Dec_Kalinski.pdf?sequence=1 (дата обращения 14.04.2015 г.).
  • Shannon R. Hypervelocity impact induced disturbances on composite sandwich panel spacecraft structures/A thesis submitted in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy//School of Aerospace, Mechanical and Manufacturing Engineering Science, Engineering and Technology Portfolio. RMIT University. July 2007. Режим доступа: http://researchbank.rmit.edu.au/eserv/rmit: 6801/Ryan.pdf (дата обращения 29.11.2015 г.).
  • Schafer F.K., Herrwerth M., Hiermaier S.J., Schneider E.E. Shape effects in hypervelocity impact on semi-infinite metallic targets//International Journal of Impact Engineering. 2001. № 26. Pp. 699 -711. Режим доступа: http://www. ciar.org/ttk/mbt/papers/ijie00/ijie_26_613.pdf (дата обращения 10.05.2015 г.).
  • Новиков Л.С. Воздействие твердых частиц естественного и искусственного происхождения на космические аппараты. Учебное пособие. М.: Университетская книга, 2009. 104 с. Режим доступа: http://www.nerush.org/nerush/library/m-2013-2.pdf (дата обращения 10.03.2014 г.).
  • Добрица Д.Б. К вопросу расчета стойкости элементов конструкции космического аппарата при воздействии частиц космического мусора//Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2012. № 5(16). С. 53-58.
  • Инженерный справочник по космической технике/Под ред. Солодова А.В. М.: Воениздат, 1977. 430 с.
  • Бобков В.Н., Васильев В.В., Демченко Э.К., Лебедев Г.В., Овсянников В.А., Раушенбах Б.В., Сургучев О.В., Тимченко В.А., Феоктистов К.П., Фрумкин Ю.М., Черняев Б.В. Космические аппараты/Под общ. ред. Феоктистова К.П. М.: Воениздат, 1983. 319 с. Режим доступа: http://kmapp.narod.ru/st006. htm (дата обращения 19.01.2014 г.).
  • Christiansen E.L. MMOD Protection Lead NASA Johnson Space Center Houston, TX 77058. Handbook for Designing MMOD Protection/NASA Johnson Space Center, NASA/TM-2009-214785. June 2009. Режим доступа: http://ston.jsc.nasa.gov/collections/TRS/techrep/TM-2009-214785.pdf (дата обращения 28.11.2015 г.).
  • Meteoroid and debris models/ESA Requirements and Standards Division. ESTEC, P.O. Box 299, 2200. AG Noordwijk, The Netherlands. The ECSS document ECSS-E-ST-10-04C (15 November 2008). Режим доступа: https://www.spenvis.oma.be/help/background/metdeb/metdeb.html (дата обращения 28.11.2015 г.).
  • Iyer K.A., Mehoke D.S. Interplanetary dust particle shielding capability of spacecraft multilayer insulation//Journal of spacecraft and rockets. March-April 2015. Vol. 52. № 2. Pp. 584-594. Режим доступа: http://www2.esm.vt.edu/~rbatra/pdfpapers/spacecraft(584-594)2015.pdf (дата обращения 18.06.2015 г.).
  • Christiansen E.L. Meteoroid/debris shielding/NASA Johnson Space Center Houston, Texas. August 2003. TP-2003-210788. Режим доступа: http://ston.jsc.nasa.gov/collections/TRS/_techrep/TP-2003-210788.pdf (дата обращения 28.11.2015 г.).
  • Christiansen E.L. Design and performance equations for advanced meteoroid and debris shields//International Journal of Impact Engineering. 1993. Vol. 14. Pp. 145-156. Режим доступа: http://www.sciencedirect.com/science/journal/0734743X/14/1 (дата обращения 18.06.2015 г.).
Еще
Статья научная