Многокритериальная оптимизация параметров систем космических аппаратов с использованием современных технологий экспериментального и цифрового моделирования

Объекты исследования: На этапе работы за 2023 г объектами исследования являлись: - Длинномерных элементов конструкции космических аппаратов: панели солнечных батарей, разворачиваемые антенны и зеркала телескопов; - Сервисный космический аппарат с маршевой электроракетной двигательной установкой, предназначенный для увода космического мусора и более нефункциональных космических аппаратов из окрестностей геостационарной орбиты; - Сыпучие материалы и грунта, используемые для формирования методом спекания конструкций и убежищ на поверхности планет; - Экспериментальный стенд для исследования теплофизических свойств сыпучих материалов и грунтов; - Стенды тепловакуумных испытаний космических аппаратов оснащенные инфракрасными имитаторами внешнего теплового воздействия; - Процесс функционирования ракетного двигателя на твердом топливе с высоким рабочим давлением в камере сгорания, способного обеспечивать оптимальный уровень тяги для достижения пенетратором максимальной глубины проникания в прочных грунтах. Проведенные теоретические и экспериментальные исследования по созданию реактивных пенетраторов, способных двигаться в грунтах с высокими скоростями, показали, что для достижения максимальных глубин проникания в грунты пенетраторы должны оборудоваться силовыми установками (например, твердотопливными) со значениями тяги, в два раза превышающими величину лобового статического сопротивления грунта пенетратору. Цели исследований: На этапе работ в 2023г. были обозначены следующие цели исследований: - Разработка подхода к определению параметрических динамических характеристик космического аппарата, с учетом влияния системы обезвешивания при испытаниях длинномерной конструкции. Апробация подхода с помощью экспериментальных данных исследования крыла солнечных батарей длинномерной конструкции с учетом влияния воздушной среды на динамические характеристики объекта. - Разработка метода оптимизации траектории сервисного аппарата в процессе последовательного увода космического мусора и нефункционирующих космических аппаратов из окрестностей геостационарной орбиты. - Разработка методологии определения свойств сыпучих материалов и грунтов используемых для формирования конструкций и укрытий на поверхности планет солнечной системы. Разработка технических средств, подготовки и проведения эксперимента, позволяющего реализовать предложенную методику. Апробация работоспособности разработанных технических средств. -Разработка методического подхода задачи оценки возможных погрешностей параметров, характеризующих тепловое состояние испытуемого объекта в экспериментальной установке при заданных погрешностях воспроизведения факторов космического полета и реализации программного комплекса, обеспечивающего при испытаниях воспроизведение тепловых потоков на изделие, соответствующих летной эксплуатации. - Выявление влияния на проектные параметры реактивного аппарата физико-химических свойств грунта и условий движения, за счёт определения параметров внутренней баллистики реактивного двигателя твёрдого топлива, установленного на реактивном пенетраторе, входящем в грунт с высокой скоростью вращения вокруг собственной оси.