От случая Ковалевской к динамике спутника на экваториальной орбите

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В статье предлагается наглядная иллюстрация динамики тяжелого твердого тела вокруг неподвижной точки в случае С.В. Ковалевской, которая возникает в рамках прикладных задач космического полета. Движение твердого тела в случае С.В. Ковалевской эквивалентно движению намагниченного спутника вокруг собственного центра масс в геомагнитном поле на экваториальных круговых орбитах. Рассматриваются вопросы динамики возмущенного углового движения спутника при небольших нарушениях условий случая С.В. Ковалевской, включающих малую инерционно-массовую асимметрию, а также малые периодические возмущения величины магнитного момента, описывающие слабую эллиптичность и/или неэкваториальность спутниковых орбит, либо малые возмущения собственного дипольного магнитного момента спутника, формируемого системой управления угловым движением.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Дорошин

Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королёва

Автор, ответственный за переписку.
Email: doran@inbox.ru
Россия, Самара

В. С. Асланов

Самарский национальный исследовательский университет им. акад. С.П. Королёва

Email: aslanov_vs@mail.ru
Россия, Самара

Список литературы

  1. Sophie Kowalevski. Sur le probleme de la rotation d'un corps solide autour d'un point fixe // Acta Math. 1889. V. 12. P. 177–232.
  2. Голубев В.В. Лекции по интегрированию уравнений движения тяжелого твердого тела около неподвижной точки. М.: ГИТТЛ, 1953. 287 с.
  3. Архангельский Ю.А. Аналитическая динамика твердого тела. М.: Наука, 1977. 328 с.
  4. Козлов В.В. Динамические системы, возникающие на инвариантных торах задачи Ковалевской // ПММ. 1975. Т. 39. Вып. 1. С. 24–29.
  5. Веселов А.П., Новиков С.П. Скобки Пуассона и комплексные торы // Тр. МИАН СССР. 1984. Т. 165. С. 49–61.
  6. Рейман А.Г., Семенов-Тян-Шанский М.А. Лаксово представление со спектральным параметром для волчка Ковалевской и его обобщений // Функц. анализ и его прилож. 1988. Т. 22. № 2. С. 87–88.
  7. Харламов М.П. Бифуркации совместных уровней первых интегралов в случае Ковалевской // ПММ. 1983. Т. 47. № 6. С. 922–930.
  8. Dullin H.R., Juhnke M., Richter P.H. Action integrals and energy surfaces of the Kovalevskaya top // Int. J. of Bifurcation&Chaos. 1994. Т. 4. № 06. P. 1535–1562.
  9. Komarov I.V. A generalization of the Kovalevskaya top // Phys. Lett. 1987. V. 123. № 1. P. 14–15.
  10. Yehia H. New integrable cases in the dynamics of rigid bodies // Mech. Res. Commun. 1986. V. 13. № 3. P. 169–172.
  11. Богоявленский О.И. Интегрируемые уравнения Эйлера на алгебрах Ли, возникающие в задачах математической физики // Изв. АН СССР. Сер. матем. 1984. Т. 48. № 5. С. 883–938.
  12. Doroshin A.V. Homoclinic solutions and motion chaotization in attitude dynamics of a multi-spin spacecraft // Commun. in Nonlin. Sci.&Numer. Simul. 2014. V. 19. № 7. P. 2528–2552.
  13. Richter P.H., Dullin H.R., Wittek A. Kovalevskaya top // Publ. Wiss. Film. Tech. Wiss. / Naturw. 1997. Т. 13. С. 33–96.
  14. Борисов А.В., Мамаев И.С. Динамика твердого тела. Ижевск: НИЦ Регулярная и хаотическая динамика, 2001. 384 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Структура идеального геомагнитного поля и изменение вектора магнитной индукции вдоль спутниковых орбит

Скачать (258KB)
3. Рис. 2. Динамические условия реализации движения тяжелого твердого тела в случае С.В. Ковалевской (а) и аналогичные им условия движения намагниченного спутника на экваториальных круговых орбитах в геомагнитном поле с постоянной индукцией Borb (б)

Скачать (182KB)
4. Рис. 3. Зависимости от времени динамических параметров в невозмущенном случае С.В. Ковалевской в условиях, характерных для орбитальной динамики малого КА с магнитной системой управления: 1 – зависимость G(t) [кг∙м2/с], 2 – зависимость L(t) [×10–1 кг∙м2/с], 3 – зависимость g(t)∙[×103∙рад], 4 – зависимость l(t) [рад], 5 – зависимость h(t) [10–1 рад]

Скачать (231KB)
5. Рис. 4. Фазовый портрет (сечение Пуанкаре при g* = 0) {l, L/G} невозмущенного случая С.В. Ковалевской в условиях, характерных для орбитальной динамики малого КА с магнитной системой управления

Скачать (669KB)
6. Рис. 5. Сечение Пуанкаре {l, L/G} (g* = 0) невозмущенного случая

Скачать (542KB)
7. Рис. 6. Сечение Пуанкаре {l, L/G} (g* = 0) невозмущенного случая

Скачать (584KB)
8. Рис. 7. Сечение Пуанкаре {l, L/G} (g* = var) невозмущенного случая

9. Рис. 8. Сечение Пуанкаре {l, L/G} (g* = var) невозмущенного случая

Скачать (902KB)
10. Рис. 9. Формирование альбома сечений Пуанкаре при рассечении объемных фазовых портретов “плоскостями” g = g*

Скачать (145KB)
11. Рис. 10

Скачать (369KB)
12. Рис. 11

Скачать (390KB)
13. Рис. 12. Сечение Пуанкаре {l, L/G} при динамической асимметрии (B > A)

Скачать (458KB)
14. Рис. 13. Сечение Пуанкаре {l, L/G} и эллипсоид полодий при динамической асимметрии в сильном магнитном поле

Скачать (464KB)
15. Рис. 14

Скачать (274KB)
16. Рис. 15

Скачать (436KB)
17. Рис. 16. Использование геометрической интерпретации Пуансо на базе эллипсоидов полодий, пересчитанных из сечений Пуанкаре

Скачать (352KB)

© Российская академия наук, 2025