Введение к работе
Актуальность темы. Предметом рассмотрения диссертации является задача о дг чжении твердого тела и его ориентации в среде с сопротивлением.
В последнее время в связи с развитием космонавтики, управляемых беспилотных летательных аппаратов, морских плавучих платформ требуется точное определение ориентации и знание законов управления движением тела, необходимых для обеспечения заданного ргжима поведения тела в пространстве. Следует также учитывать влияние составных частей технического объекта, имеющих собственное движение, на ориентацию несущего тела. Важнейшим фактором, влияющим на положение технического объекта и его движение, является аэрогидродинамическое воздействие. Практика показывает, что во многом выполнение заданного движения техническим объектом зависит от выбора аэродинамической формы корп'^а, например, аэродинамической формы судна, самолета, космического корабля. Таким образом, вопросы ориентации и управления движением технических объектов, находящихся под воздействием среды и друг х тел, весьма актуальны.
Цель работы.
1. Целью настоящей работы является систематиче
ский вывод и исследование уравнений движения техни
ческих объектов при их взаимодействии со средой, а
таю>"э нахождение управляющих моментов, обеспечива
ющих заданную ориентацию твердого тела и его стаби
лизацию.
2. Выяснение особенностей ориентации твердого
тела, погруженного в жидкость.
Общая методика исследований.
Описание движения технических объектов проводится на базе законов механики системы твердых тел и механики жидкости. Для решения задач управления ориентацией используются методы теории ' управления, устойчивости движения, математической физики..
Научная новизна.
В работе получены следующие результаты:
-
Применен метод Зубова для интегрирования уравнений движешш твердого тела при его постулательпом движешш с вращением без использования главных осей инерции тела.
-
Найден управляющий момент, стабилизирующий движение несущего тела в зависимости от состояния несомых тел.
-
Указаны пути определения сопротивления среды движению тела.
-
Получено выражение управляющего момента, стабилизирующего продольную ось тела в направлении на движущуюся точку.
-
Определены условия устойчивости движешш высокоскоростного летательного аппарата при его вращении по крену.
/ 6. Установлена связь амплитуды колебаний тела в слое жидкости с гидродинамическими коэффициентами. С помощью этой зависимости можно влиять на ориентацию тела за счет изменения формы корпуса.
Теоретическое и практическое значение.
Значение диссертационной работы можно охарактеризовать тем, что в ней показано, как рационально использовать методы теории управления для решения задач ориентации технических объектов. Полученные аналитические результаты для управляющих моментов могут быть использованы при разработке новых систем управления и стабилизации летательными аппаратами и плавучими морскими платформами.