Введение к работе
Актуальность темы. Проблема учета влияния диссипативных эффектов на движение небесных тел является одной из сложнейших в небесной механике. Это связано с разрушением диссипацией интегралов движения, невозможностью применения достаточно развитого аппарата гамильтоновой механики для его изучения. При этом зачастую требуется вычислять громоздкие многомерные интегралы и учитывать изменение характера диссипативного воздействия внешней среды Сизменение конфигурации "теневых" участков и так далее). Для описания диссипативных воздействий различной природы на вращательное движение небесных тел были построены многочисленные модели с различным набором допущений я разной точносты) учета возмунащего момента. Вместе с тем до настоящего времени не решен окончательно вопрос о построении полной модели диссипативного момента с учетом эффекта движения орбитальной системы координат и о необходимой точности учета его составляющих при исследовании возмущенного движения. Он представляет собой актуальнув проблему как в связи с интенсивным развитием космической техники и постоянно повышавшимися требованиями к точности описания движения, так и с мойным расширением космогонических исследований на моделирование как орбитальных, так и вращательных движений небесных тел. Автор диссертации ставит перед собой задачу обобщить вышеуказанную проблему и решить ее для различных классов воздействия внешней среды: аэродинамическая, диссипация, приливы с учетом перманентного процесса сжатия, токи Фуко, диссипативный момент переизлучения. Решена также задача учета потерь энергии при движении центра масс небесного тела при построении его области достижимости в классе "квазигравитационных биллиардов".
.4
Цель работы - построение уточненных моделей различных классов воздействия внешней среды на вращательное движение небесных тел с учетом эффекта движения орбитальной системы координат и исследование эволюции возмущенного движения, построение методики синтеза областей достижимости квазигравитационного биллиарда.
Научная новизна представленных в диссертации результатов определяется следующими положениями.
Решена проблема унифицированного описания полного диссипативного возмущающего момента для разных по природе классов воздействия внешней среды с учетом "раскручивающей" составлявшей: аэродинамическая диссипация, приливная диссипация с учетом перманентного процесса сжатия, вихревые токи, диссипативный момент переизлучения. Исследованы общие закономерности соответствующей двссипативной эволюции вращательных движений небесных тел.
Разработана методика построения модели диссипативного взаимодействия со средой квазисингулярных механических систем типа "квазигравитационного" биллиарда", служащая основой для построения областей достижимости в таких задачах, как задача "о камешке^ задача о входе КА в атмосферу.
Практическая значимость и внедрение результатов исследований. Результаты, полученные автором, дают возможность для унифицированного моделирования двссипативной эволюции вращательных движений небесных тел, описания и оценки их динамических параметров и использования соответствующих эффектов в алгоритмах стабилизации искусственных спутвиков. Построенная методика описания моделей квазигравитационных биллиардов дает возможность резко сократить затраты ва оптимизацию динамических
возможностей и оценку маневренных возможностей для космических аппаратов при входе в атмосферу и позволяет решать задачи более высокого уровня ("мульти"-задачи). Полученные результаты нашли практическое использование в разработке алгоритмов управления космическим аппаратом как ва околосолвечной орбите (проект "Регата"), так и при спуске в атмосферу. Результаты исследований и разработок автора внедрены в следующих организациях:
Московский институт теплотехники ,
Челябинский государственный университет,
Куйбышевский авиационный институт (два внедрения),
НПО Энергия ( г.Калининград, Московской области ) ,
Институт автоматизации проектирования ( г.Москва ) .
Апробация работ. Результаты диссертации докладывались на ряде Всесоюзных и Международных конференций и симпозиумов. Диссертация в полном объеме докладывалась ва семинаре сектора механики и управления движением при входе в атмосферу под руководством профессора Ю.Ф. Гояубева (Институт прикладной математика ш. U.B. Келдыша РАЮ, на семинаре so механике относительного движения под руководством профессора 6. В. Белецкого (МГУ им. М. В. Ломоносова), семинаре по механике в управлению движением роботов с элементами искусственного интеллекта под руководством академика Д.Е.Охоцимского и профессора Ю.Ф.Голубева (МГУ им. М. В. Ломоносова), на заседании научного семинара кафедры теоретической механики Московского Энергетического Института под руководством профессора D.T. Мартыненко, ва семинаре по теории управления и оптимизации под руководством академика Ф. Л.Черноусько (Институт проблем механики РАЮ.
Структур» и объем работы. Диссертация состоит из введения,
пяти глав, заключения, списка литературы и шести приложений (пять приложений к главам в одно основное приложение, содержащее акты о внедрении результатов диссертации]. Обедай объем диссертации составляет 180 машинописных страниц.