К расчету главного вектора и главного момента сил светового давления на солнечный парус

1 / 12

DOI: 10.18698/0236-3941-2016-1-17-28
УДК 629.7.031.7
К РАСЧЕТУ ГЛАВНОГО ВЕКТОРА И ГЛАВНОГО МОМЕНТА
СИЛ СВЕТОВОГО ДАВЛЕНИЯ НА СОЛНЕЧНЫЙ ПАРУС
В.Н. Зимин, Н.А. Неровный
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail: ;
Рассмотрена задача по определению главного вектора и главного момента от
силы светового давления, действующего на солнечный парус выпуклой формы,
в общей аналитической постановке. Получены выражения, позволяющие при
определении главных вектора и момента отделить описание формы поверх-
ности солнечного паруса в совокупности с его оптическими параметрами от
учета его пространственной ориентации относительно падающих солнечных
лучей. Получены поправки для учета влияния линейной зависимости коэффици-
ента зеркального отражения материала паруса от его объемной деформации.
Приведенные тензорные выражения возможно использовать для описания на-
грузок на любые тела, на которые действует световое давление.
Ключевые слова: солнечный парус, световое давление, коэффициент отражения,
оптические характеристики, главный вектор, главный момент.
TO THE CALCULATION OF THE MAIN VECTOR
AND THE MAIN MOMENTUM OF LIGHT PRESSURE FORCE
ON A SOLAR SAIL
V.N. Zimin, N.A. Nerovny
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail: ;
The article examines the problem of analytical determination of light pressure
resultant vector and principal moment for the solar sail of convex shape. The resultant
vector and principal moment and its light pressure equations make it possible to
separate the description of solar sail shape surface with its optical characteristics
from its spatial orientation relative to incident sun rays. We also obtained correction
data which helped to consider the linear dependence of sail material reflectivity on
its volumetric strain. The resulted tensor equations can be used to determine the load
on any bodies under light pressure.
Keywords: solar sail, light pressure, reflectivity coefficient, optical characteristics,
resultant vector, principal moment.
Солнечные паруса являются одним из перспективных и активно
развивающихся направлений в современной космонавтике [1]. Для
уточнения исходных данных для баллистических расчетов, создания
систем управления динамикой солнечных парусов вокруг центра масс,
для определения уточненного напряженно-деформированного и тепло-
вого состояний солнечных парусов, равно как и для любых других
космических аппаратов, на поведение которых существенное влияние
оказывает солнечное давление, необходима более точная модель све-
тового давления, которая бы учитывала несовершенство оптических
характеристик, формы парусов, другие факторы [1, 2].
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2016. № 1 17