کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5472143 1519914 2017 32 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Energy and momentum analysis of the deployment dynamics of nets in space
ترجمه فارسی عنوان
تجزیه و تحلیل انرژی و شتاب از پویایی استقرار شبکه در فضا
کلمات کلیدی
تتر نوت، اعزام خالص، بقایای فضایی، دینامیک، اصل کار انرژی، حفاظت از جریان خطی،
ترجمه چکیده
در این مقاله، پویایی استقرار شبکه در فضا از طریق ترکیبی از تحلیل و شبیه سازی های عددی بررسی شده است. شبکه در نظر گرفته شده، از بین بردن توده های مختلف گوشه ای و با توجه به حرکت و انتقال انرژی از آن ها به موضوعات داخلی از شبکه است. در این مطالعه، شبکه با یک رویکرد پارامترهای توزیع شده مدل سازی می شود و فرض می شود که متقارن است، تحت شرایط اولیه متقارن قرار می گیرد و در ابتدا خالی است. اصول حفاظت از انرژی و نیروی کار برای انجام تجزیه و تحلیل متمرکز از شبکه، با مفهوم پراکندگی شبکه به یک سیستم توده های گوشه ای و شبکه مناسب و استفاده از اصول فوق به مراکز توده مورد استفاده قرار می گیرد. تجزیه و تحلیل ارائه می دهد محدوده ای از ارزش ها که سرعت مرکز توده توده گوشه و سرعت مرکز توده مناسب خالص می تواند به طور جداگانه دستیابی، و همچنین روابط بین این و سهم های مختلف انرژی است. نتایج تحلیلی اجازه می دهد تا شناسایی پارامترهای کلیدی را که مشخص کننده پویایی استقرار شبکهای در فضا است را شامل می شود که شامل رابطه بین جرم توده های گوشه ای و جرم کل، حرکت اولیه اولیه و جهت بردارهای سرعت اولیه است. ابزارهای عددی برای تأیید و تفسیر بیشتر مشاهدات تحلیلی استفاده می شود. مقایسات نتایج استقرار با سرعت اولیه و بدون سرعت اولیه خالص، نشان می دهد که اگر توده های گوشه ای به تنهایی از بین بروند، می توانند از استقرار کامل و پایدار برخوردار شوند. مطالعه حساسیت برای پارامترهای کلیدی شناسایی شده از تجزیه و تحلیل انرژی / تحرک انجام شده است و نتیجه آن است که استقرار پایدار و ضبط ایمن (به عنوان مثال با فاصله از راه دور) با استفاده از توده های سنگین وزن سبک، زاویه تیراندازی متوسط ، و سرعت کم تیراندازی. مقایسه با ادبیات در حال حاضر در مورد تله تله برای ضبط فضای فضایی، توافق کلی را در مورد اهمیت و تأثیر پارامترهای مربوط به تداوم و استقرار در دینامیک استقراض نشان می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مهندسی هوافضا
چکیده انگلیسی
In this paper, the deployment dynamics of nets in space is investigated through a combination of analysis and numerical simulations. The considered net is deployed by ejecting several corner masses and thanks to momentum and energy transfer from those to the innermost threads of the net. In this study, the net is modeled with a lumped-parameter approach, and assumed to be symmetrical, subject to symmetrical initial conditions, and initially slack. The work-energy and momentum conservation principles are employed to carry out centroidal analysis of the net, by conceptually partitioning the net into a system of corner masses and the net proper and applying the aforementioned principles to the corresponding centers of mass. The analysis provides bounds on the values that the velocity of the center of mass of the corner masses and the velocity of the center of mass of the net proper can individually attain, as well as relationships between these and different energy contributions. The analytical results allow to identify key parameters characterizing the deployment dynamics of nets in space, which include the ratio between the mass of the corner masses and the total mass, the initial linear momentum, and the direction of the initial velocity vectors. Numerical tools are employed to validate and interpret further the analytical observations. Comparison of deployment results with and without initial velocity of the net proper suggests that more complete and lasting deployment can be achieved if the corner masses alone are ejected. A sensitivity study is performed for the key parameters identified from the energy/momentum analysis, and the outcome establishes that more lasting deployment and safer capture (i.e., characterized by higher traveled distance) can be achieved by employing reasonably lightweight corner masses, moderate shooting angles, and low shooting velocities. A comparison with current literature on tether-nets for space debris capture confirms overall agreement on the importance and effect of the relevant inertial and ejection parameters on the deployment dynamics.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Acta Astronautica - Volume 140, November 2017, Pages 554-564
نویسندگان
, , ,