Регистрация / Вход
Прислать материал

14.576.21.0050

Аннотация скачать
Постер скачать
Общие сведения
Номер
14.576.21.0050
Тематическое направление
Транспортные и космические системы
Исполнитель проекта
Акционерное общество Научно-Технический Центр "РОКАД"
Название доклада
Создание научно-технических решений в области разработки робототехнических средств космического назначения для обеспечения напланетных миссий
Докладчик
Маленков Михаил Иванович
Тезисы доклада
Цели и задачи исследования
Целью прикладных научных исследований (ПНИ) является разработка проектно-компоновочных решений по конструкции робототехнической системы «Помощник космонавта» (РТС ПК), предназначенной для предварительной подготовки пилотируемых миссий, поддержки и дублирования деятельности космонавта в опасных и рутинных операциях по выполнению на небесных телах исследовательских, транспортных, строительных, спасательных и других работ.
Актуальность и новизна исследования
Актуальность проекта обусловлена невозможностью проведения корректных научных исследований и, тем более, освоения Луны и планет без автоматических подвижных транспортных средств – планетоходов. Необходимость и эффективность их применения доказана при эксплуатации советских луноходов и подтверждена результатами исследований Марса. Новизна разработанных решений обусловлена применением, синтезированной с учетом отечественного опыта, гибридной, многофункциональной системы передвижения (СП), логичным дополнением которой, является двурукая манипуляционная система (ДМС). РТС ПК на основе этих компонентов, обеспечивает высокую проходимость на лунном реголите и марсианских песчано-пылевых образованиях и возможность дублирования функций космонавта.
Описание исследования

Планом – графиком исследования предусмотрены 5 этапов:

1 этап - Выбор направления исследований. Проведен поиск и анализ аналогов и прототипов, анализ условий эксплуатации на небесных телах, сформулированы требования к проектно-компоновочным решениям. Сделан выбор в направлении создания четырех колесной системы передвижения с комбинированным колесно-шагающим движителем (КШД) и адаптивной подвеской, а также ДМС.

2 этап – Теоретические исследования. На основе компьютерного моделирования выполнены расчеты и дано обоснование необходимых параметров СП и ДМС. Разработаны и изготовлены оснастка для испытаний, а также соответствующие программы и методики испытаний макета опорно-движительного модуля (ОДМ) СП.

3 этап – Подготовка к экспериментальным исследованиям. Выполнены расчеты и дано обоснование компоновочных и технических параметров навесного оборудования. Разработаны и изготовлены оснастка для испытаний, а также соответствующие программы и методики испытаний макета приводного шарнира ДМС.

4 этап – Экспериментальные исследования. Разработаны структурные и компоновочные схемы и обоснованы оптимальные параметры бортовых служебных систем РТС ПК – телекоммуникаций, энергопитания, терморегулирования, технического зрения, навигации и управления. Разработаны и изготовлены стенды для испытаний ОДМ и шарнира ДМС.

5 этап – Обобщение и оценка результатов исследований. 

Результаты исследования

В результате ПНИ созданы новые проектно-компоновочные решения по конструкции ключевых компонентов РТС ПК – СП и ДМС и на этой основе разработаны полные электронные модели СП и ДМС и электронная модель РТС ПК в целом, учитывающая габаритно-массовые характеристики бортовых служебных систем. Разработанная СП, благодаря возможности переключения в режим работы КШД, может обеспечить преодоление лунных и марсианских кратеров с углами подъема, близкими к углам естественного откоса лунного реголита и марсианского песка, достигающими 30°-32°. Для сравнения: марсоход Opportunity за 10 лет своей работы на Марсе несколько раз попадал в песчаные ловушки и с трудом выезжал из них с запредельным буксованием более 90%. Это происходило на песчаных дюнах с углами подъема не более 17°.

На сравнительно ровных участках поверхности колеса со встроенными тяговыми приводами соединены с рамой СП с помощью балансирной подвески. На сложном рельефе механизмы шагания КШД переключаются в режим движения с активной подвеской. При этом возможно преодоление одиночных препятствий высотой до 0,5м.

Двурукая манипуляционная система способна не только обеспечить поддержку научным исследованиям на поверхности Луны и Марса, которые выполняются на американских марсоходах с помощью манипулятора, но и продублировать такие функции космонавта, как аварийное возвращение к месту старта, бурение с борта РТС ПК с забором керна на значительно большую глубину при крутящих моментах в забое, существенно превышающих параметры американского бура на марсоходе Curiosity.  

Практическая значимость исследования
Практическое внедрение результатов исследований можно ожидать одновременно с возобновлением полетов российских космических аппаратов к своему естественному спутнику, к Марсу и другим небесным телам Солнечной системы. Выполнение проекта может иметь хорошие перспективы интеграции в международные проекты.
Постер

Poster_РОКАД.ppt