ИСТИНА

В диссертации Определены общие структурные особенности кинематики стыковочных механизмов, разработаны компьютерные алгоритмы формирования и решения уравнений контурных связей, расчета динамики стыковочных механизмов центрального и периферийного типов как систем твердых тел. Разработаны основанные на экспериментальных данных модели и алгоритмы для расчета упругих деформаций звеньев и передач к различным устройствам стыковочных механизмов с характеристикой в виде гистерезиса. Разработаны уравнения взаимного движения стыкуемых космических аппаратов с учетом их контактного взаимодействия, вычислительно эффективный способ расчета упругих деформаций их конструкции. Предложен метод описания контактирующих поверхностей стыковочных агрегатов наборами простейших геометрических элементов, для пар которых получены вычислительно эффективные аналитические решения, определяющие возможность и параметры контакта. Для оценки возможности контакта сложных поверхностей, которые аппроксимированы множествами однородных простейших геометрических элементов, предложен итерационный метод дихотомии. Разработана детальная математическая модель динамики стыковки с использованием существующей системы центрального типа («штырь-конус»). Полученные с ее помощью результаты соответствуют данным испытаний на динамическом стенде с шестью степенями свободы. На основе большого объема моделирования динамики стыковки предложены модификации кинематической схемы стыковочного механизма и определены их параметры. Предложены новый принцип функционирования и кинематическая схема периферийного стыковочного механизма, разработана детальная компьютерная модель и исследованы особенности динамики стыковки с его использованием. Впервые предложен и реализован на динамическом стенде с шестью степенями свободы метод гибридного моделирования причаливания. Разработана модель для расчета в реальном времени динамики упругого космического манипулятора, переносящего стыкуемый космический аппарат. Предложен и реализован новый метод компьютерной визуализации результатов моделирования пространственного контактного взаимодействия и функционирования стыковочных механизмов при стыковке и причаливании. Теоретическая значимость исследования обоснована тем, что разработана новая методология моделирования динамики стыковки и причаливания космических аппаратов на основе определения структурных особенностей моделируемых систем тел, комбинированного использования и доработки существующих вычислительно наиболее эффективных алгоритмов расчета их динамики, а также на основе разработки новых моделей и алгоритмов для расчета их деформаций, контактного взаимодействия. На основе этой методологии разработаны новые математические модели конкретных динамических процессов, учитывающие их уникальные особенности. Значение полученных соискателем результатов исследования для практики подтверждается тем, что разработанные математические модели были использованы: при проектировании динамических процессов стыковки и причаливания кораблей и модулей, а также новых стыковочных механизмов, новизна которых подтверждается 4 патентами на изобретения; при планировании и анализе результатов наземных испытаний; при восстановлении по данным телеметрии, получаемой в ходе полета, динамических нагрузок, возникающих в реальных процессах