Запольський Л. Л. Геометричні технології імпульсно-інерційного формування стержневих конструкцій

Роботу присвячено розв’язанню науково-прикладної проблеми –розробленню геометричних технологій імпульсно-інерційного трансформування стержневих конструкцій при моделюванні спорудження космічних інфраструктур в умовах невагомості з використанням піротехнічних пристроїв (піропатронів) як рушіїв руху. У дисертації розглядаються лише геометричні моделі процесу розкриття, а реалізація їх у реальних виробах потребує допомоги інженерів-технологів. Розроблено геометричну модель імпульсно-інерційної технології розкриття стержневих конструкцій у невагомості, а також концепцію унаочнення взаємних положень ланок конструкції засобами комп’ютерної анімації. Запропоновано спосіб зупинки процесу розкриття ланцюга стержнів у наперед розрахованому розкритому стані шляхом фіксації механізму циліндричних шарнірів. Надано оцінки діапазонів швидкостей, прискорень та діючих сил на вузлових елементах стержневих конструкцій. Як приклади наведено спосіб формування у невагомості конструкцій сіткополотен на основі погоджених рухів двохланкових стержневих механічних систем, а також схеми геометричних моделей формування стержневих конструкцій типу захватів зовні космічного апарату. Запропоновано спосіб формування стержневих конструкцій у просторі за аналогією чотириланкового маятника з рухомою точкою відліку. Виконано комп’ютерні експерименти з дослідження стійкості руху твердого тіла у невагомості шляхом комп’ютерної реалізації моделі Пуансо. Для кожного з прикладів було обчислено і побудовано розташування елементів чотириланкових стержневих механізмів у процесі розкриття; фазові траєкторії функцій узагальнених координат, які дозволяють визначити діапазон зміни значень кутів і швидкостей розкриття; графіки зміни у часі величин кутів як функцій узагальнених координат, а також перших та других похідних цих функцій; графіки прискорення та силової характеристики зміни величин кутів як функцій узагальнених координат. Результати теоретичних досліджень впроваджено під час розробки програмного забезпечення для моделювання і візуалізації розкриття стержневих конструкцій у невагомості. Ключові слова: стержнева конструкція, узагальнені координати, імпульсно-інерційна схема розкриття, функції узагальнених координат, фазова траєкторія, геометрична картина Пуансон, візуалізації розкриття конструкції.