Основы проектирования и наземной обработки системы обеспечения работоспособности роботов-планетоходов по тепловому режиму их устройств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.05, доктор технических наук Поршнев, Геннадий Павлович

• Поршнев, Геннадий Павлович
• доктор технических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор технических наук Поршнев, Геннадий Павлович

Содержание

Условные обозначения стр

Введение

1.Состояние вопроса. Объекты исследования. Постановка задач диссертации

1.1 .Общие требования к планетоходам и задачи их

проектирования

1.2.Объекты исследования

1.3 .Анализ состояния вопроса 6В

1 АЦель и задачи работы

2.Теорепхческие основы модульного принципа 85 2.1 .Формирование расчетных условий эксплуатации роботов-

планетоходов. Начальный этап проектирования СОТР

2.2.Анализ теплового состояния робота-планетохода. Признаки модуля

2.3.Анализ теплообмена при вынужденной конвекции в условиях атмосферы Марса

Заключение по главе 2

3.Методические особенности термовакуумных испытаний роботов-планетоходов

3.1 .Имитация внешней среды при наземной отработке

роботов-планетоходов

3.2.Имитация атмосферы Марса при ТВИ роботов-планетоходов

3.3.Имитация теплового воздействия от солнечного излучения

3.4.Физическое моделирование 171 3.5,Оценка погрешности измерения, контроля, косвенного

определения величин при ТВИ роботов-планетоходов

З.б.Экспериментальные исследования эффективности

различных типов теплоизоляции

Заключение по главе 3 185 4.Реализация методов проектирования СОТР для различных роботов-планетоходов и других роботехнических

изделий 189 4.1 .СОТР аппарата для исследования поверхности Фобоса

(ПрОП-ФП)

4.2.Разработка СОТР марсохода

4.3.Расчет теплового режима изделия "Крот" 268 4.4.0беспечение работоспособности демонстратора

марсохода

4.5.Тепловое состояние демонстратора лунохода

4.6.Расчет теплового режима мини-лунохода

4.7.Разработка СОТР моторного блока системы крепления бортовых манипуляторов (СКБМ) корабля "Буран"

4.8.СОТР платформы точного наведения 335 Заключение по главе 4 357 Заключение 359 Литература 363 Список печатных трудов автора по теме диссертации 369 Приложения

Условные обозначения

Аз-поглощательная способность солнечного излучения поверхностью тела;

С-полная теплоемкость, Дж/К;

Со=стох108-коэффициент излучения абсолютно черного тела; И-площадь поверхности, м2;

(^-тепловой поток (мощность тепловыделения), Вт;

Бе-плотность солнечного потока, Вт/м2;

Т-температура, К;

а-температуропроводность, м2/с;

с-удельная теплоемкость, Дж/(кгК);

^площадь поперечного сечения, м2;

ш-масса, ьсг;

р-давление, Па;

{-температура, °С;

а-коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2К); е-степень черноты; (р-угловой коэффициент; §-ускорение свободного падения, м/с2; ¿--теплопроводность, Вт/(мК); ¡^-относительный мидель поверхности; р-плотность, кг/м3;

<10=5,67x10-8Вт/(м2К4)-константа излучения абсолютно черного тела; т-время, с;

Индексы

Ь-блок, модуль;

е-внешняя среда;

qr-гpyнт;

т-внутренний;

к-конвективный;

1-лучистый;

п-наружный;

рг-приведенный;

Б^стационарный;

^теплоизоляция

и1-утечки;

Критерии (числа) подобия

Ле-Рейнольдса;

Рг-Прандтля;

Ки-Нуссельта;

Ре-Пекле;

вг-Грасгофа;

Ро-Фурье;

ВьБио;

Кп-Кнудсена

Аббревиатуры

ВНИИТРАНСМАШ- Всероссийский научно-исследовательский институт транспортного машиностроения

СПбГТУ- С.-Петербургский государственный технический университет

СОТР- система обеспечения теплового режима КВИ- контрольно-выборочные испытания

КДИ -конструкторско-доводочные испытания ЛОИ- лабораторно-отработочные испытания ПСИ- премно-сдаточные испытания ТЗ- техническое задание ЭВТИ- экранно-вакуумная теплоизоляция БА- блок аппаратуры

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Основы проектирования и наземной обработки системы обеспечения работоспособности роботов-планетоходов по тепловому режиму их устройств»

Введение

Одним из эффективных средств исследования планет и спутников Солнечной системы являются планетоходы, позволяющие не только расширить район изучения, но и изменять направление поисков. Планетоходы могут использоваться для перевозки космонавтов и грузов, для постановки метеомаяков и маяков наведения.

Первые в мире планетоходы, как известно, были созданы в нашей стране. "Луноходы-1 и 2" на спутнике Земли убедительно продемонстрировали возможности этих подвижных лабораторий.

Несмотря на имеющийся пример успешной эксплуатации американского лунохода LRV, созданного в рамках программы "Apollo", в ближайшем будущем следует ожидать преимущественного использования безэкипажных планетоходов с достаточно высокой степенью автономности. Такие планетоходы должны обладать системами навигации и управления, свойствами перепрограммируемости и адаптивности. Для обеспечения необходимых качеств по проходимости и подвижности механические устройства планетохода должны иметь несколько степеней свободы (не менее двух). Как правило, планетоход снабжается манипуляторами- для наведения телевизионных камер, сбора образцов грунта, управления другими служебными устройствами и т. д. Очевидно, что такой безэкипажный планетоход может быть отнесен к классу транспортных (локомоционных) роботов, предназначенных для эксплуатации в экстремальных условиях.

Теория транспортных роботов разрабатывается в нашей стране с середины 60-х годов. В 1970 и 1973 г.г. на Луну были доставлены "Луноходы". В 1971 г. в составе межпланетной станции "Марс-3" находился марсоход (при контакте с поверхностью Марса связь с посадочным комплексом прервалась). В 1971-72 г.г. три экспедиции астронавтов США на Луну были оснащены электромобилями "LRV". В рамках проекта "Фобос" в 1989 г. на второй межпланетной станции

(с первой станцией связь прервалась на трассе перепета к Марсу) находился подвижный аппарат для исследования поверхности Фобоса ПрОП-ФП. Начало научных исследований на орбите искусственного спутника Марса было успешным, но затем связь и с этой станцией была утеряна. В 80-х годах в нашей стране началась работа над созданием марсохода для последующих экспедиций. Были изготовлены оригинальные по конструкции опытные образцы роботов-марсоходов, получившие высокую оценку ведущих специалистов различных стран. Успешными были доставка и эксплуатация марсохода США в 1997 г. Более подробные сведения о роботах-планетоходах приведены в главе 1. Здесь же отметим, что транспортные роботы, предназначенные для эксплуатации на Луне и планетах, являются уникальными изделиями и наиболее сложными из локомо-ционных роботов.

К роботу-планетоходу предъявляются разносторонние требования [1,2,13]:

-высокая проходимость в профильных условиях грунта исследуемой планеты (спутника);

-прочность конструкции, приборов, научной аппаратуры; -высокий уровень надежности (с учетом невозможности ремонта и значительных затрат на создание и доставку аппарата); -сохраняемость при доставке (продолжительность этапа доставки может быть значительной, а условия доставки могут существенно отличаться от условий функционирования на планете); -функционирование в условиях исследуемой планеты (спутника); -возможность конвертирования- для крепления в космическом корабле и последующего "разворачивания" при доставке на поверхность планеты.

Выполнение любого из перечисленных взаимосвязанных требований- серьезная научно-инженерная задача, решение которой пред-

_ д-

полагает достижение главной цели- обеспечение работоспособности робота-планетохода. Свидетельством этому служат фундаментальные исследования (например, [ 1,13 ]). В мире проявляется большой интерес к проблемам проектирования роботов-планетоходов- по сведениям автора, за последние 10 лет появилось более 140 работ на эту тему. К обоснованию важности и актуальности вопроса можно добавить следующие факты:

-в 1997 г. на Марс был доставлен американский планетоход, который, несмотря на неполадки при посадке на поверхность планеты, выполнил предусмотренную программу исследования; -в последние годы расширился круг стран и организаций, занимающихся проблемами создания планетоходов (фирмы Франции и Германии проявляют интерес к разработкам АО ВНИИТРАНСМАШ; в НПО им. С.А.Лавочкина разработан проект "Марсохода-2001").

Термин "Работоспособность" здесь и в дальнейшем изложении понимается в формулировке: "Работоспособное состояние (работоспособность)- состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и или) конструкторской документации."*. Подчеркнем, что численными показателями работоспособности являются технические параметры , которые характеризуют возможности изделия по выполнению поставленных задач исследования или заданных функций. При этом не исключен вариант ограничения значений параметров при возникновении нештатных ситуаций.

"Надежность и эффективность в технике. В 10 томах. Справочник. Т. I / Под ред. д.т.н. А.И.Рембезы.- М.: Машиностроение, 1986.- 222 с.

Основными объектами исследования являются роботы- планетоходы. В рамках научно-технического сотрудничества СПбГТУ и АО ВНИИТРАНСМАШ автор с 1980 г. участвует в разработках планетоходов и других изделий космической техники. Накопленный опыт и явился базой для написания диссертации.

Непосредственными объектами исследования явились: -подвижный аппарат для исследования поверхности Фобоса (с прыжковым движителем); степень разработки- летные образцы аппарата; создавался в рамках Государственной программы "Фобос"; -марсоход (с шестиколесным колесно-шагающим движителем, приводом изгиба рамы и бортовым способом поворота); степень разработки- опытные образцы; работы над аппаратом велись в соответствии с Государственной программой "Марс-96"; -аппарат "Крот", предназначенный для исследования подповерхностных слоев грунта; один из вариантов аппарата проектировался для установки на марсоход; степень разработки- опытные образцы; -демонстратор марсохода, изготовленный по заказу французской фирмы "Lama" (как и марсоход, имел шестиколесный колесно-шагающий движитель);

-демонстратор лунохода, изготовленный также по заказу французской фирмы (шестиколесный колесно-шагающий движитель с управляемыми колесами);

-мини-луноход, разрабатываемый по заказу германской фирмы; степень разработки- технические предложения; -платформа точного наведения, изготовленная по заказу фирмы "Боинг" (США) и предназначенная для ориентирования научных приборов при проведении исследований с орбитальной станции "Мир"; платформа доставлена на ОС "Мир";

-привод системы крепления бортовых манипуляторов космического корабля "Буран"; степень разработки- летные образцы.

-и-

Некоторые из перечисленных объектов не являются планетоходами. Включение их в ряд рассматриваемых в диссертации изделий вызвано стремлением подчеркнуть универсальность предлагаемых методов , расширить область их применения, а также расширить базу для последующих обобщений. Кроме того, дополнительные объекты исследования, как и безэкипажные планетоходы, относятся к классу робоототехнических изделий.

Кроме того, автор участвовал: -в разработке на начальном этапе проектирования и в последующей экспериментальной отработке СОТР трехосной стабилизированной платформы, которая была смонтирована на межпланетной станции "Марс-96";

-в тепловом расчете редукторов разворота для бортовых манипуляторов корабля "Буран";

-в тепловом расчете пироячейки, проектируемой для устройства-анализатора химического состава грунта;

-в разработке методики и специальных зондов для измерения теплопроводности грунта (применительно к аппарату "Крот"); -в тепловом расчете токоприемника для высоскоростного электропоезда "Сокол".

Эти разработки, не вошедшие в структуру работы, также внесли вклад в формирование научных положений диссертации.

Область исследования. Среди основных требований, предъявляемым к роботам-планетоходам, автор выделил вопросы, связанные с обеспечением работоспособности аппаратов в климатических условиях изучаемой планеты (спутника). При этом главной является задача обеспечения требуемого температурного режима устройств робота-планетохода. Физико-химические причины нарушения работоспособности аппарата в случае выхода температуры устройства за допустимые температурные пределы сводятся, главным образом, к

изменению характеристик материалов (например, к изменению

г

прочностных и упругих свойств консрукционных материалов, смазочных свойств применяемых смазок, физических характеристик материалов, используемых для изготовления радиоэлектронных устройств, физико-химических характеристик аккумуляторов и т.д.). Опыт проектирования, исследования в наземных лабораториях и эксплуатации в натурных условиях изделий космической техники позволяет привести следующие примеры допустимых температурных диапазонов (применительно к роботам-планетоходам): -смазочные материалы- от минус 80 до +120°С; -пластмассы- от минус 50 до +(50...90)°С; -электродвигатели- от минус 50 до +90°С; -радиоэлектронные блоки- от минус (50... 10) до +50°с; -гироскопические устройства- +(15...30)±5°С.

Нарушение теплового режима какого-либо устройства приводит к полной или частичной потере работоспособности всего аппарата. В этой связи становится очевидной необходимость проектирования системы обеспечения теплового режима (СОТР), как важнейшей составной части планетохода. Имеющийся опыт проектирования и наземной отработки орбитальных околоземных аппаратов, межпланетных станций, первых планетоходов представляет собой фундаментальную базу для развития исследований применительно к роботам-планетоходам. Роботы-планетоходы имеют ряд особенностей эксплуатации, которые приводят к необходимости создания специфических методов проектиро- вания и наземной отработки СОТР: -широкий диапазон внешних тепловых воздействий в совокупности с весьма ограниченными энергетическими возможностями аппарата; -изменение внешней тепловой обстановки при перемещении аппарата по поверхности планеты (спутника); -тепловое взаимодействие с грунтом;

-наличие подвижных частей конструкции.

Отметим также, что роботы-планетоходы- уникальные изделия. При проектировании робота-планетохода уже на этапах разработки технических предложений и эскизного проекта необходимо решить ряд принципиальных задач, чтобы оценить реальность создания аппарата с обозначенными ограничениями по массе, габаритам, энергетике. Такая оценка должна производиться еще до детальной проработки конструкции. Это накладывает особые требования на используемые методы расчета и предварительной экспериментальной проверки.

Таким образом, область исследования включает разработку основ проектирования и наземной отработки системы обеспечения работоспособности робота-планетохода в части теплового режима его устройств при заданных температурных ограничениях. Методы проектирования и наземной отработки должны быть применимы на всех этапах разработки изделия, включая начальные. Область исследования распротраняется на все транспортные роботы, предназначенные для функционирования при экстремальных значениях тепловых нагрузок. В приведенной формулировке, по существу, отражена также цепь исследования: создание научных основ методов расчета и экспериментальных исследований для проектирования системы обеспечения работоспособности робота планетохода по тепловому режиму его устройств. В качестве базы для достижения цели исследования автор предлагает использовать модульный принцип и положения теории тепловых цепей.

Задачи диссертации: -анализ условий теплообмена планетоходов;

-адаптация модульного принципа анализа теплового состояния к роботам-планетоходам;

-формулировка признаков модулей, являющихся составными частями схем замещения;

-обоснование выбора расчетных методов и круга задач теплоперено-са; получение новых решений некоторых задач; -разработка методических основ экспериментальной отработки СОТР планетоходов.

Теоретическая и экспериментальная база исследования. При рас-четно-теоретическом анализе теплового состояния планетоходов применяются методы теории теплопереноса с учетом особенностей конструкции и условий теплообмена роботов-планетоходов. Экспериментальные исследования проведены, в основном, на стендовом оборудовании АО ВНИИТРАНСМАШ. В разработках используется опыт проектирования и наземной отработки орбитальных аппаратов и межпланетных станций.

Диссертация имеет следующую структуру.

В первой главе перечислены требования, предъявляемые к плане-тохо- дам, методы и средства выполнения этих требований. Кратко описан процесс создания планетохода с выделением особенностей начальных этапов проектирования. Описаны компоновки, конструкции, технические характеристики объектов исследования; указаны устройства, нарушение теплового режима которых может привести к полной или частичной потере работоспособности аппарата. Даны сведения об условиях эксплуатации роботов-планетоходов на наиболее вероятных объектах изучения (на планетах и спутниках Солнечной системы): температурные диапазоны для атмосферы и грунта; состав и давление атмосферы; ветровые потоки; характеристики солнечного излучения и собственного теплового потока; типы грунтов. Проанализировано состояние вопроса в области проектирования СОТР планетоходов. Установлено, что обобщающие материалы

по проектированию СОТР планетоходов отсутствуют. В итоге сформулированы цель и задачи диссертации.

Во второй главе обоснована принципиальная возможность и целесообразность применения модульного принципа при проектировании СОТР роботов-планетоходов. Показано место теории тепловых цепей, принципов суперпозиции и эквивалентности, метода эффективного тела при анализе теплового состояния планетохода. Проведен анализ условий теплообмена устройств (особое внимание уделено условиям теплообмена на Марсе- планете, являющейся одним из наиболее вероятных объектов изучения). В рамках главы продемонстрированы разработки автора по поиску имеющихся и получению новых задач теплопереноса для типичных модулей.

Глава 3 посвящена экспериментальным исслеваниям и наземной отработке СОТР планетоходов. Разработана методика имитации условий, возникающих при штатной эксплуатации роботов- планетоходов, на стендовом оборудовании АО ВНИИТРАНСМАШ. Рассмотрены особенности и даны предложения по снижению температуры криоэкранов и давления остаточных газов в ТБК, по имитации теплового воздействия солнечного излучения и условий марсианской атмосферы. Изложена теория прогноза теплового процесса по результатам испытаний с отличными от требуемых начальными температурами; предложена замена состава газовой среды при испытаниях.

Первые три главы, с одной стороны, служат основой проектирования и наземной отработки СОТР робота-планетохода, а с другой -представляют собой результат анализа и обобщения работ, выполненных для конкретных изделий- непосредственных объектов исследования. Четвертая глава содержит решение задач проектирования СОТР и оценку теплового состояния перечисленных выше роботов-планетоходов и других робототехнических устройств. Работа над

каждым изделием представляет собой достаточно трудоемкую самостоятельную задачу и вносит вклад в подтверждение эффективности предлагаемых основ проектирования СОТР планетохода. Материалы этой главы представляют наибольший практический интерес.

При расчетно-теоретическом анализе теплового состояния роботов-планетоходов (аппарат "Фобос", источник энергии аппарата "Фобос", марсоход, демонстратор марсохода) и робототехнических устройств (моторный блок привода СКБМ) широко использовалась вычислительная техника.

Научная новизна диссертации. В диссертации предложены научно обоснованные технические и технологические решения, закладывающие основы проектирования и наземной отработки СОТР роботов-планетоходов . Предложенные решения применимы на любой стадии проектирования планетохода, включая ранние этапы- разработку технических предложений и эскизное проектирование.

Практическая значимость диссертации заключается в следующем: -наличие достаточно гибких аппарата и алгоритма проектирования и экспериментальной отработки СОТР робота-планетохода; -разработки СОТР и анализ теплового состояния различных изделий, созданных, проектируемых или предлагаемых по реальным программам и заказам;

-методики наземной отработки изделий и предложения по модернизации стендового оборудования;

-результаты расчетно-теоретического и экспериментального решения важных специальных задач (тепловой контакт колеса с грунтом, теплообмен в атмосфере Марса, теплопроводность различных материалов и др.).

На защиту выносятся следующие положения:

1 .Алгоритм проектирования системы обеспечения работоспособности транспортного робота в части теплового режима его устройств при эктремальных значениях тепловых нагрузок.

2.Расчетно-теоретический метод анализа теплового состояния робота-планетохода, представляющий собой основу для разработки общей математической модели.

3.Основы экспериментального исследования и наземной отработки СОТР робота-планетохода.

4.Разработки СОТР и оценки возможности обеспечения работоспособности различных транспортных роботов и робототехнических изделий.

Личный вклад автора: -автор обобщил результаты работ в рассматриваемом направлении и сформулировал основные положения, изложенные в диссертации; -автору принадлежат формулировка и адаптация модульного принципа к анализу теплового состояния роботов-планетоходов; -все расчетно-теоретические разработки выполнены лично автором (большинство разработок) или при его непосредственном участии; -основные методические положения для проведения термовакуумных испытаний и последующей обработки данных разработаны лично автором;

-автор принимал непосредственное участие в разработке всех изделий, перечисленных выше, на различных этапах их проектирования.

Список научных трудов автора по теме диссертации состоит из 73 наименований, куда входят научно-технические отчеты, программы и методики испытаний, технические справки, статьи, тезисы докладов, авторские свидетельства на изобретения, патенты РФ. Общее число печатных трудов автора по теме диссертации - 23. Результаты

работы доложены на 9 научно-технических конференциях, из них на 4-х научно-технических конференциях общероссийского уровня.

Автор выражает благодарность коллективу космического направления АО ВНИИТРАНСМАШ, кафедре колесных и гусеничных машин, кафедре автоматов, кафедре теоретических основ теплотехники СПбГТУ, оказавшим существенную помощь и поддержку в подготовке диссертации.

1.Состояния вопроса. Объекта исследования. Постановка задач диссертации

Одним из основных средств получения информации о планетах и спутниках Солнечной системы являются автоматические посадочные комплексы, в состав которых для расширения объема исследований целесообразно включать подвижные роботы-планетоходы. При дальнейшем техническом развитии космонавтики планетоходы смогут выполнять функции транспортных средств для пер движения космонавтов и перевозки грузов.

Планетоходы-уникальные транспортные средства. Подтверждением тому служат:

-уникальность конструкции планетохода;

-функциональное предназначение, вытекающее из задач исследования небесного тела (изучение физических, химических, механических свойств грунта и атмосферы; измерение радиационных характеристик; поиск биологических веществ и др.);

-условия эксплуатации, которые включают в себя этапы доставки, посадки, функционирование на поверхности небесного тела; -повышенные требования к надежности в связи со значительной стоимостью и невозможностью устранения неполадок в период эксплуатации.

Безэкипажные планетоходы, как правило, обладают всеми отличительными свойствами транспортного робота: -число степеней свободы может достигать шести, и в любом случае-не менее двух;

-современные планетоходы обладают свойствами адаптивности и пе-репрограммируемости (развитию этих свойств посвящено достаточно много работ в России и за рубежом [ 1,41,58,63,65 ]);

-в состав планетохода входят системы управления и измерения с обратными связями;

-планетоход в большинстве случаев имеет манипуляторы для ориентации научных приборов, устройств для забора грунта и др. Подчеркнутые выше особенности роботов-планетоходов позволяют сформулировать главные требования, выдвигаемые при их создании.

1.1. Общие требования к планетоходам и задачи их проектирования.

Среди всех требований, предъявляемым к планетоходам, главным является высокая их надежность при выполнении основных функций, поскольку затраты на создание уникального аппарата и доставку его на поверхность космического тела очень значительны.

К основным функциям роботов-планетоходов следует отнести: -возможность передвижения по поверхности планеты или спутника (обеспечение работоспособности систем управления, навигации, энергопитания, механических устройств);

-сбор и передача информации (через межпланетную станцию или посадочный комплекс); -функционирование научных приборов.

Перечисленные функции должны выполняться в течение всего запланированного времени изучения планеты или спутника.

Другие требования: -устойчивость к вибрациям и перегрузкам при выводе на орбиту перелета;

-возможность конвертирования при доставке на космическом корабле (межпланетной станции), посадке на поверхность планеты и "разворачивании" перед функционированием; -сохраняемость при перелете; -высокая проходимость;

-обеспечение возможности движения в автоматическом режиме или в режиме дистанционного управления;

-возможность функционирования в условиях гравитации и климатических условиях исследуемого космического тела.

Сформулированные требования позволяют очертить круг проблем, возникающих при проектировании и последующей отработке робота- планетохода. Отметим, что выполнение требований осуществляется при весьма жестких ограничениях по габаритам, массе и энергопотреблению.

Обеспечение высокой проходимости. В теории движения транорт-ных средств различают профильную и опорную проходимость. Профильная проходимость определяется взаимным соотношением размеров и формы планетохода и препятствий. Параметрами профильной проходимости являются: клиренс, радиусы продольной и поперечной проходимости, углы въезда и съезда, высота эскарпа и контрэскарпа, ширина и глубина рва.

Опорная проходимость характеризуется параметрами взаимодействия движителя с грунтом. Прежде всего, здесь следует отметить: давление на грунт, сцепление с грунтом, характер распределения давления на грунт. Дополнительными характеристиками проходимости и устойчивости, на которые оказывают влияние распределение масс, база и колея, тяговые возможности планетохода, являются предельные углы подъема и спуска, предельный угол крена.

В табл. П. 1 Приложения для справки указаны параметры типичных грунтов.

Высокую проходимость планетохода обеспечивает правильный выбор типа движителя. Различают следующие типы движителей.

Роторно-винтовой. Целесообразно использовать для "слабых" грунтов (пыль, песок). На твердых грунтах-болыпие потери на трение. В рамках ближайших планов изучения космического пространства такой движитель не может найти применения.

Прыжковый. Применение возможно при низком уровне гравитации. Управление траекторией движения или отсутсутствует, или весьма сложно. Большие динамические нагрузки на аппарат. Такой движитель имея аппарат, предназначекнный для исследования Фобоса.

Гусеничный. При низком давлении на грунт позволяет реализовать большие тяговые усилия. Недостатки: большие потери мощности; вероятность сброса гусеницы. В целом целесообразно применение для планетоходов большой массы,однако в последние годы появились новые идеи его применения. Так, один из демонстраторов планетоходов, разработанный и изготовленный во ВНИИТРАНСМАШ, имеет гусеницы из сплошной стальной ленты толщиной 0.1 мм (размеры гусеницы «30*250 мм).

Шагающий. Обладает большими потенциальными возможностями. Главной проблемой при создании этого типа движителя является система управления. Пока в мировой технике нет примера удачного воплощения такого движителя. Тем не менее, первый в мире марсо-ход, созданный во ВНИТРАНСМАШ, имел шагающий движитель (при контакте с поверхностью Марса связь с посадочным модулем была потеряна). Для мини-лунохода также рассматривается вариант шагающего движителя.

На воздушной подушке. Применение возможно в случае достаточного запаса энергии и при " развитой" атмосфере. Видимо, в ближайшее время не будет использоваться для планетоходов.

Колесный. Такой движитель имеет много преимуществ: простота конструкции; высокий к.п.д.; при независимых приводах колес- со-

хранение работоспособности в случае отказа одного или более приводов; возможность реализации различных вариантов колесных формул. Основной недостаток-трудность реализации тяговых усилий на "слабых" грунтах. "Луноходы-1 и 2" и "1ЛУ" имели колесные движители. Марсоход, созданный в США и успешено доставленный на Марс в июле 1997 г. также имеет колесный движитель.

Колесно-шагающий. Является весьма перспективным типом движителя, т.к. расширяет возможности колесного движителя по проходимости. Предпочтитение следует отдать варианту без разгрузки переносимого колеса от силы тяжести. Безусловно, кинематика и конструкция приводов, а также система управления усложняются. Этот тип движителя использовался при проектировании марсохода, демонстраторов марсохода и лунохода.

Возможность конвертирования. При перелете в космическом корабле планетоход должен занимать минимальный объем. После доставки на поверхность исследуемого тела планетоход необходимо привести в рабочее положение. Последняя операция должна происходить в автоматическом режиме. Очевидно, что требование по конвертированию усложняет общую компоновку планетохода и систему управления.

Устойчивость к вибрациям и перегрузкам. Вибрации и перегрузки воздействуют на планетоход на этапах вывода космического корабля на околоземную орбиту и при посадке аппарата на поверхность планеты (спутника). Проведение динамических расчетов при создании конструкции и последующих испытаниях-весьма сложная задача.

Сохраняемость при перелете. В связи с большой продолжительностью перелета возникает несколько задач, связанных с вероятностью старения (изменения характеристик) конструкционных и смазочных материалов, антикоррозионных и терморегулирующих покрытий, энергетических устройств (аккумуляторных батарей) под воздей-

ствием солнечной радиации и глубокого вакуума, а также с необходимость обеспечения температурного режима хранения.

Обеспечение движения в автоматическом режиме или в режиме дистанционного управления. При проектиронии системы управления необходимо решить ряд задач:

-система управления должна учитывать возможности движителя и тяговые свойства аппарата (в частности, возможности механизмов поворота, реализуемые радиусы поворота, параметры преодолеваемых препятствий);

-в системе управления должны быть предусмотрены варианты реакции на отказы (к примеру, реакция при отказе в одном или нескольких приводах колес);

-входными данными в систему управления, в числе других, являются сигналы системы навигации (распознавание препятствий, оценка сопротивления движению ), на которые должны следовать адекватные команды;

-в системе управления должны быть заложены алгоритмы выполнения намеченной программы исследования и ее корректировки при аварийных ситуациях.

При дистанционном управлении низшие уровни управления реализуются на борту аппарата, а "стратегия" движения принимается на Земле. Кроме очевидного требования к надежности связи, дистанционное управление вносит особенности в подготовку операторов, которые должны учитывать задержку в получении информации с борта и выполнении команд. Автоматический алгоритм движения должен учитывать все перечисленные выше варианты режимов функционирования.

Обеспечение функционирования планетохода в гравитационных условиях, отличных от земных. Низкая гравитация приводит к ухудшению тягово-сцепных характеристик планетохода, что в свою оче~

редь снижает его проходимость. Как уже отмечалось, при экспериментальной отработке планетохода возникают серьезные трудности в имитации пониженных гравитационных сил.

Обеспечение функционирования планетохода в климатических условиях исследуемого небесного тела.

Роботы-планетоходы эксплуатируются в экстремальных климатических условиях, отличных от земных. Отличия заключаются не только во внешних тепловых воздействиях, но и в давлении и составе атмосферы (или в полном ее отсутствии), в характере теплового взаимодействия изделия с внешней средой и составных частей изделия друг с другом. Сюда же следует добавить жесткие ограничения по массе, габаритам, энергопотреблению, повышенные требования по надежности.

Рассмотрим специфику климатических условий более подробно.

Давление атмосферы. Пониженное давление (или полный вакуум) приводит к необходимости конструирования надежных уплотни-тельных устройств и использования специальных смазочных материалов. Повышенное давление создает аналогичные проблемы, к которым добавляются задачи по обеспечению прочности и жесткости конструкции.

Состав атмосферы. В рамках ближайших планов изучения планет и спутников среди них нет объектов с агрессивной атмосферой. Вместе с тем, состав атмосферы может изменить условия трения в зубчатых зацеплениях, подшипниках, уплотнениях. Имитация состава, давления и температуры атмосферы при экспериментальной наземной отработке затруднена невозможностью воспроизведения в термобарокамере "планетных" условий в полной мере. Это проявилось, например, при имитации марсианских условий, когда при температуре минус 120 град.С и давлении 1000 Па диоксид углерода десуб-лимировал на стенках криоэкранов, что нарушало все характери-

стики атмосферы.

Ветровые потоки. В ТБК весьма сложно воспроизвести равномерный по сечению поток газа. Как правило, это требует создания достаточно дорогостоящих устройств.

Внешние источники теплового воздействия на планетоход. В пределах солнечной системы внешними источниками теплового воздействия на планетоход являются: -энергия излучения Солнца; -отраженное от планеты солнечное излучение; -собственное тепловое излучение планеты; -тепловое влияние атмосферы (при ее наличии). Внешняя тепловая нагрузка вносит значительный и во многих случаях определяющий вклад в общий тепловой баланс планетохода. Для планетоходов такое положение характерно не только из-за высокой интенсивности внешних тепловых воздействий, но и по причине относительно малой их энерговооруженности. Верхние значения внешних тепловых воздействий могут привести к перегреву устройств планетохода. Не менее вероятны ситуации, когда при низкой интенсивности внешних тепловых воздействий температура устройств планетохода опустится ниже допустимой.

Схематично внешние тепловые воздействия на робот-планетоход отражены на рис. 1.1.

В табл. 1.1 [ 17,24,34,45,64] приведены характеристики планет (спутников), для исследования которых проектировались или прорабатывались возможности создания планетоходов. В этой же таблице указаны параметры излучений.

Таблица 1.1

Характеристики планет (спутников)

Характеристика Земля Луна Венера Марс Фобос

Средний радиус, км 6378 1737 6125 3332 21-2119

Ускорение свободного падения тела, м/с2 9.81 8.95 3.72

Период обращения вокруг оси, ч 24 29.53 (земных суток) 243 (земных суток) 24.6 7.5 (вокруг Марса)

Средняя интенсивность солнечного потока, Вт/м2 1400 1400 2700 620 620

Средняя плотность отраженного солнечного потока, Вт/м2 265 50 940 50

Средняя плотность собственного излучения, Вт/м2 220 190 130 40 (от Марса)

Наличие атмосферы Да Нет Да Да Нет

Среднее альбедо 0.4 0.07 0.75 0.16

Данные о характеристиках атмосфер и температуре грунта планет и спутников представлены в табл. 1.2 и 1.3 [ 34,64 ]. В табл. II 2, П.З Приложения приведены для справки физические свойства воздуха и атмосферы Марса.

Таблица 1.2

Характеристики атмосфер

Характеристика Земля Венера Марс

Давление 0.1 МПа 9 МПа 1000 Па

Состав 78% N2; 21% О2; 1% Аг 95% СО2; N2; Ог СОг

Ветровые потоки, м/с До 40 До 100 До 40

Таблица 1.3 Температура грунта планет и спутников

Планета Земля Луна Марс Фобос Венера

(спутник)

Температура -80...+70 - -120...+27 -83...+32 +470

грунта, град.С 160...+130 (на экваторе); -233...-43 (в приполярных районах)

Изложенные особенности эксплуатации роботов-планетоходов и требования, предъявляемые к ним, дают часть основы для выделения области исследования. С полным обоснованием область исследования может быть обозначена после изучения объектов исследования и анализа состояния вопроса.

Рис. 1.1. Внешние тепловые воздействия на робот-планетоход: 1- солнечная радиация; 2- лучистый поток от грунта; 3- контактный теплообмен с грунтом; 4- тень; 5- конвективный и лучистый теплообмен с атмосферой

1.2.Объекты исследования.

Примеры успешного применения планетоходов при изучении планет и спутников немногочисленны.

Первые планетоходы были созданы в нашей стране. Это" Луноходы-1и2". Американский луноход "ЬКУ предназначался для передвижения астронавтов на Луне. В 1997 г. на Марс был доставлен марсоход США. Все эти аппараты успешно выполнили свои задачи. Ниже приведены их основные технические данные.

1.2.1 .Технические характеристики луноходов.

"Луноходы-1 и 2" управлялись операторами с Земли. В состав шасси "Луноходов" входил восьмиколесный движитель с индивидуальными электромеханическими приводами колес. Схема привода, состоящего из электродвигателя, планетарного редуктора и тормоза, представлена на рис. 1.2. Каждое колесо имело индивидуальную торсионную подвеску. Конструкция колеса состояла из трех ободьев, связанных со ступицей спицами. Наружная поверхность колеса была обшита металлической сеткой и имела грунтозацепы.

Приборные отсеки "Луноходов" имели активную систему терморегулирования с использованием двухконтурной циркуляции газа. СОТР шасси-пассивная (ЭВТИ, терморегулирующие покрытия, тепловые мосты).

"Луноход-1" прошел путь 10.5 км, "Луноход-2"-37 км.

Таблица 1.4 Технические характеристики "Луноходов"

|хар—ка Луноход-1 Луноход-2

Полная масса планетохода, кг 756 840

Колесная формула 8*8 8*8

Колесная база, мм 1700 1700

Отношение массы шасси к пол- 1/9 1/11

ной массе

Колея, мм 1600 1600

Диаметр колеса, мм 510 510

Ширина колеса, мм 200 200

Тип редуктора Планетарный Планетарный

Способ поворота Бортовой Бортовой

Скорость движения, км/ч 0.8 и 2.0 0.8 и 2.0

Радиус поворота по забегающему борту, м 3.5 и 0.8 3.5 и 0.8

Максимальный путь, пройденный луноходами США 1Л1У (на Луну было доставлено три 1ЛУ), составил 36 км. Луноход представлял собой четырехколесный электромобиль с передними управляемыми колесами. Схема мотор-колеса 1ЛУ приведена на рис. 1.3.

Технические характеристики 1ЛУ: -полная масса (с двумя астронавтами) 664 кг; -масса шасси 211 кг; -база 2290 мм; -колея 1830 мм;

-максимальная скорость 13 км/ч; -ресурс хода 65 км;

-способ поворота-управляемыми колесами.

1.2.2.Технические характеристики "Марсохода-97" (США). Общий вид марсохода показан на рис. 1.4. Марсоход передвигался в пределах прямой видимости посадочного комплекса. Управление- дистанционное, с Земли. Научные задачи: определение элементного состава грунта с помощью спектрометра и телевизионная съемка местности.

—I <

\

.. j

13

0.J

--f

LO

H h

h

i. ' .i

OJ

и о

IE 7)

Заключение диссертации по теме «Роботы, мехатроника и робототехнические системы», Поршнев, Геннадий Павлович

Результаты работы использованы при разработке следующих объектов космической техники и их аналогов для наземных испытаний:

-аппарата для исследования поверхности Фобоса ПрОП-ФП;

-марсохода и демонстратора марсохода;

-аппарата "Крот";

-демонстратора лунохода;

-мини-лунохода;

-моторного блока СКБМ корабля "Буран"; -платформы точного наведения ОС "Мир".

Кроме того, выполнен теплотехнический расчет токоприемника поезда "Сокол" (проект ВСМ "Москва-С.-Петербург").

Автор считает, что дальнейшее использование и развитие результатов работы может быть в следующих направлениях: -адаптация расчетных методов к решению задач проектирования СОТР роботов-планетоходов нового поколения; -автоматизация процесса проектирования путем разработки соответствующих алгоритмов и программных продуктов; создание банка данных по различным вариантам условий эксплуатации и конструкциям модулей;

-расчет, исследование и теплотехнические испытания робототехниче-ских изделий и других сложных объектов.

Предложенные методы проектирования СОТР роботов-планетоходов доступны для инженерного использования, позволяют достаточно оперативно реагировать на изменения в конструкции аппарата и применимы на всех этапах конструктоско-проектирочных работ. Это подтверждается многолетним опытом сотрудничества с коллективом ВНИИТРАНСМАШ и другими ведущими организациями.

Заключение

В соответствии с целью и задачами диссертации в ней сформулированы, обоснованы и подтверждены многочисленными экспериментами научные основы исследования, проектирования, и наземной отработки системы обеспечения работоспособности роботов-планетоходов по тепловым режимам.

Модульный принцип теплотехнического исследования позволяет достаточно точно оценить температурный режим устройств без детальной разработки их конструкции; он применим на любом этапе создания планетохода, включая стадии разработки технических предложений и эскизного проектирования.

В работе использовались: -теоретические и экспериментальные разработки отечественных и зарубежных ученых в области расчета, проектирования и наземной отработки систем обеспечения работоспособности изделий космической техники по тепловому режиму;

-анализ данных об условиях эксплуатации роботов-планетоходов, сведения о нарушении работоспособности устройств в случае выхода их температуры за допустимые пределы;

-данные о теплофизических и термооптических характеристиках материалов и покрытий, включая терморегулирующие покрытия; -прикладные методы анализа теплового состояния изделий (теория тепловых цепей, принципы суперпозиции и эквивалентности), а также решения задач теплопереноса для типичных модулей; -методики проведения термовакуумных испытаний (методы имитации внешних тепловых воздействий, измерения и контроля параметров, оценка погрешностей и т. д.).

К наиболее важным для науки и инженерной практики результатам работы относятся следующие.

1.Методика исследования теплового состояния и проектирования СОТР роботов-планетоходов построена на модульном принципе, в связи с чем в работе сформулированы признаки модуля и обосновано объединение различных блоков изделия в единый модуль. Разработаны принципы выбора расчетных условий эксплуатации, определены зоны пассивной и активной СОТР модуля как составной части расчетной схемы*

2. Получены новые аналитические и численные решения задач теплопе-реноса: нагрев шара и шара, окруженного оболочкой, при радиационном теплообмене со средой (в космическом пространстве), а также при теплообмене со средой переменной температуры (на поверхности планет); расчет плоского теплового аккумулятора, использующего теплоту фазового перехода и т.д.

3.Проанализировано тепловое состояние оболочки мотор-колеса планетохода. Показано, что для всех применяемых в конструкции материалов источник тепловыделения в зоне контакта колеса с грунтом в режиме движения является быстродвижущимся. Для реальных конструкций оболочка является термически тонким телом, что не позволяет использовать для расчета модели, связанные с полуограниченностью.

4. Установлено, что в условиях Марса запыленность атмосферы не влияет на конвективный теплообмен планетохода с газовой средой. по

Это позволяет вести расчеты традиционным критериальным зависимостям.

5. Разработаны и реализованы мероприятия, позволяющие более точно имитировать условия эксплуатации роботов- планетоходов щи испытаниях в ТБК, предложен аналитический способ прогноза теплового состояния изделия по данным испытаний, проведенных с произвольной начальной температурой (метод пригоден для наземной отработки любого изделия). Замена газовой среды позволяет избежать десуб-лимации СОг при низких температурах.

6. Отработана имитация теплового воздействия солнечного излучения с помощью инфракрасных излучателей. Практически реализован метод поэтапных испытаний в ТБК: первый этап- со специальным ими-тататором солнечного излучения, а последующие- с инфракрасными излучателями.

7.Получены экспериметальные зависимости теплопроводности некоторых новых материалов от температуры, что позволило обоснованно выбрать тип и конструкцию теплоизоляции и уточнить теплотехнические расчеты.

В.Произведена оценка погрешностей при измерениях и косвенном определении параметров. Предложен экспериментально-расчетный метод учета погрешеностей при имитации нагрева изделия. 9. Осуществлены разработки СОТР (или показана их возможность) для ряда изготовленных и проектируемых изделий, предназначенных для функционирования в экстремальных условиях. Многообразие конструкций объектов исследования и отличия в степени проработки их конструкции подтверждают универсальность и гибкость предло-диссертации методов проектирования СОТР. Результаты работ над конкретными изделиями могут служить прототипом для вновь создаваемых транспортных роботов и робото-технических изделий.

Ю.Комплекс проведенных исследований и их результатов представляет собой основу для создания общей математической модели проектирования СОТР роботов-планетоходов.

Таким образом, в результате исследований создан расчетно-экспериментальный аппарат сопровождения конструкторско-проектировочной деятельности, обеспечивающий работоспособность роботов-планетоходов по показателям теплового режима.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Поршнев, Геннадий Павлович, 1998 год

-363-ЛИТЕРАТУРА

1. Авотин E.B. и др. Динамика планетохода / Под ред. Б.iL Петрова и А.Л. Кемурджиана. М.: Наука, 1979, 438 с.

2. Автоматические станции для изучения поверхностного покрова Луны / А.Л.Кемурджиан, В.В.Громов и др. М.: Машиностроение, 1976, 200 с.

3.АлексанянцС.К. ДожемякинВ.Д. Расчетно-экспериментальное исследование температуры нагрева щеточно-коллекторного узла тяговых электродвигателей тепловозов: Решение задач тепловой динамики и моделирования трения и износа. М.: Наука, 1980, с. 5-17.

4.Андреанов В.В. и др. Автоматические планетные станции. M«: Наука, 1973, 320 с.

5.Андрейчук О.В.,Малахов H.H. Тепловые испытания космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1982, 143 с.

6.БелянинП.Н.Робототехнические системы для машиностроения. М.: Машиностроение, 1986, 254 с.

7.Буевич Ю.А., Корнеев Ю.А. О переносе тепла и массы в дисперсионной среде. ПМТФ, № 4, 1974.

8.Бурдаков С.Ф.,Дьяченко В.А.,Тимофеев А.Н. Проектирование манипуляторов промышленных роботов. М.: Высшая школа, 1986, 264 с.

9. Галкин И.Н. Геофизика Луны. М.: Наука, 1978, 176 с.

10. Гантмахер Ф.Р. Теория матриц. М.: Наука, 1966, 576 с.

П.Гинзбург А.Г., Миханько A.M., Чичинадзе A.B. Расчет

средней температуры скользящего контакта пары контактный провод - токосъемные пластины пантографа: Трение и износ фрикционных материалов. М.: Наука, 1977, с. 20-26.

12Хуревич В.З. Электрические инфракрасные излучатели. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963, 55 с.

13.Динамика планетохода / Под ред. Б.Н. Петрова, А.Л. Кемурджиана. М.: Наука, 1979, 440 с.

14.Дульнев Г.Н. Методы исследования тепловых режимов радиоэлектронных устройств // Вопр. радиоэлектроники. Сер. ТРТО, вып. 1, 1970, с. 113-119.

15.Дульнев Г.Н., Семяншин Э.М. Теплообмен в радиоэлектронных аппаратах. Л.: Энергия, 1968, 359 с.

16.Дульнев Г.Н. Тепло- и массообмен в радиоэлектронной аппаратуре / Учебник. М.: Высшая школа, 1984, 248 с.

17.3алетаев В.М. и др. Расчет теплообмена космического аппарата. М.: Машиностроение, 1979, 208 с.

18. Инженерная модель атмосферы Марса МА-87 120-М1-19-88 ИКИ АН СССР.

19. Инженерная модель атмосферы Марса для проекта "Марс-94" /МА-90/. ИКИ АН СССР, 1990.

20.Исполов Ю.Г., Шабров Н.И. Конечноэлементный анализ нестационарных полей температур в деталях ГТУ // Проблемы прочности. № 12, 1989, с. 82-87.

21.Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел. М.: Наука, 1964, 487 с.

22.Кассандрова О.Н., Лебедев В.В. Обработка результатов измерений. М.: Наука, 1970, 104 с.

23.Ковалевский В.И., Бойков Г.П. Методы теплового расчета экранной изоляции. М.: Энергия, 1974, 200 с.

24.Козлов Л.В. и др. Моделирование тепловых режимов космического аппарата и окружающей его среды. Под ред. академика Г.И. Петрова. М.: Машиностроение, 1974, 380 с.

25. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике / Для научных работников и инженеров. М.: Наука, 1978, 831 с.

26. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи / Перевод с англ. М.: Мир, 1983.

27.Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. М.: Атомиздат, 1979.

28.Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990, 487 с.

29.Лангсет М.С., Кейм С.Дж. Непосредственные измерения теплового потока на Луне / Космохимия Луны и планет. Труды Советско-Американской конференции по космохимии Луны и планет. М.: Наука, 1975, с. 200-209.

30.Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Механика сплошных сред. М.:

1953.

31.Лыков A.B. Тепломассообмен : Справочник. М.: Энергия, 1972, 560 с.

32.Михайлов М.В., Гусева C.B. Микроклимат в кабинах мобильных машин. М.: Машиностроение, 1977.

33.Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973, 320 с.

34.Мороз В.И. Физика планеты Марс. Мл Наука, 1978, 219 с. 35.0сновы робототехники/ К.Д. Никитин, В.II. Пономарев,

А.Ю. Смолин, Н.В. Василенко. Красноярск: Изд. Красноярского университета, 1986, 206 с.

36.ОСТ 92-4269-74. Термометры сопротивления и термоэлектрические термометры: Типы и основные параметры.

37.0СТ 92-9080-79. Покрытия лакокрасочные терморегули-рующие специальные: ТТ.-1981.

38.Панкратов Б.М. Тепловое проектирование агрегатов летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1981, 175 с.

39.Передвижная лаборатория на Луне "Луноход-1" / Под ред. А.П. Виноградова. М.: Наука, 1971, ч. 1 и 2.

40.Пехович А.И., Жидких В.М. Расчеты теплового режима твердых тел. Л.: Энергия, 1976, 351 с.

41 .Планетоходы / Под ред. А. Л. Кемурджиана. М.: Машиностроение, 1982, 319 с.

42.Положение НА-76. О порядке создания научной аппаратуры для космических исследований. Л.: ВНИИТРАНСМАШ, 1976.

43.Понтрягин Л.С. Обыкновенные дифференциальные уравнения. М.: Наука, 1970, 331 с.

44.Промышленная робототехника/ Под ред. ЯЛ. Шифрина. М.: Машиностроение, 1982, 415 с.

45.Рабочая модель Фобоса. М.: ИКИ, ГЕОХИ АН СССР, 1979.

46. Рабочая модель Фобоса (дополненный и уточненный вариант). № 140-1Ф-2-80. М.: ИКИ АПН СССР: ГЕОХИ АН СССР, 1980, 45 с.

47.Рахматулин Х.А. Газовая динамика. М.: 1965.

48. Резников А.Н. Теплофизика резания. М.: Машиностроение, 1969, 288 с.

49.Резников А.Н., Резников Л .А. Тепловые процессы в технологических системах. М.: Машиностроение, 1990, 288 с.

50.Робототехника / Под ред. Е.П. Попова, Е.И. Юревича. М.: Машиностроение, 1984, 288 с.

51 .Системы очувствления и адаптивные промышленные роботы / Под ред. Е.П. Попова, В.В. Клюева. М.:Машиностроение, 1985, 256 с.

52.Таблицы физических величин. Справочник / Под ред. акад. И.К. Кикоина. М.: Атомиздат, 1976, 1006 с.

53.Тепло~ и массообмен. Теплотехнический эксперимент: Справочник / Под общей ред. В.А. Григорьева и В.М. Зорина. М.: Энергоиздат, 1982, 512 с.

54.Технические условия № 78150-00-0001 ТУ. Разработка, изготовления, испытания, приемка, хранение и транспортирование изделий специального назначения по тематике "К". Л.: ВНИИТМ, 1979, 91 с.

55.Физические величины: Справочник / A.II. Бабичев и др. Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Михайлова. М.: Энергоатомиздат, 1991, 1232 с.

56.Челпанов И.Б. Устройство промышленных роботов: Учебник для учащихся приборостроительных техникумов. Л.: Машиностроение, 1990, 223 с.

57.Ярышев Н.А., Андреева Л .В. Тепловой расчет термостатов. Л.: Энергоатомиздат, 1984, 174 с.

58.Angle С.М., Brooks R.A. Small planetary rovers { IN Proceedings. IROS'90. IEEE International Workshop on Intelligent Robots and Systems'90. Towards a New Frontier of Applications (Cat. No 90TH0332-7), Ibaraki, Japan, 3-6 July 1990}.

59.Atmanov I.T., Grodzovsky G.L., Zhulev Y.G. Ground thermal test procedures for lunar vehicles. Acta Astronaut. (GB) (AASTCF), vol. 3, No.1-2, PP. 3-15, Jan.-Feb. 1976, 6 REF.

60.CailIas C. Thermal and range fusion for a planetary rover { IN Proc. SPIE - Int. Soc. Opt. Eng. (USA), Mobile Robots VI, Boston, MA, USA, 14-15Nov. 1991}, vol. 1613, PP.359-68, 1992, 12 REF.

61.Cherian S., Troxell W.O., Ali M.M. Design of behavior-based micro-rover robot (IN Proceedings of the Intelligent Vehicles'92 Symposium (Cat. No. 92TH 0468-9), Detroit, MI, USA, 29 June - 1 July 1992}, IEEE, 414 PP., PP.280-7, 1990, 16 REF.

62.Environment of Mars. NASA TM 100470, 1988.

63.Garnesson P., Berthod M. YAP: planetary automatic vehicle { IN Bull. Liaison Rech. Inform. Autom. (France)}, no. 139, PP.22-5, 1992, 14 REF.

64.Heiken G., Vaniman D., French B.M. Lunar sourcebook. A User's Guide to the Moon. Cembridge University press, 1991.

65.Kaliardos W.N. Sensors for autonomous navigation and hazard avoidance on a planetary microrover { IN Proc. SPIE - Int. Soc. Opt. Eng. (USA), Sensing, Imaging, and Vision for Control and Guidance of Aerospace Vehicles, Orlando, FL, USA, 4-5 April 1994}. Proc. SPIE - Int. Soc. Opt. Eng. (USA), vol. 2220, PP. 59-68, 1994, 10 REF.JC - PSISDG.

66.Kemurdjian A., Gromov V., Mishkinyuk V., Kucherenko V., Sologub P. Small Marsokhod configuration { IN Proceedings. 1992 IEEE International Conference on Robotics and Automation (Cat. No 92CH3140-1), Nice, France, 12-14 May 1992}, IEEE Comput. Soc. Press, 3 vol. xxxix+2819 PP., PP. 165-8 vol. 1, 1992, 3 REF.

67.Mars surface simulator: design considerations./ Dockery J.T. // 17 Internat. Astronant. Congr., Madrid, 1966, Proc. Vol. 1, Spacecraft Syst., Paris etal., 1967, p. 195-201. Англ.

68. Diwin N., Kirillov A., Sapochnikov S.. Gradientartige Messgeber fur die Messung des Warmeestromes. In: 28 Kraftwerkstechnisches Kolloquium und 6. Kolloquium Messtechnik fur energieanlagen, Dresden, 1996, p.155-160.

Список печатных трудов автора по теме диссертации

п/и НАИМЕНОВАНИЕ ' ТЬдательс11и> Чя&м о Сшюры ,

¡§¡¡¡111 cip.

Л1. Экспериментальные исследования прочностных и усталостных изломных характеристик зубьев Труды ЛПИ №394, Л., 1983 0.3 Маленков М.И. и др.

А2. Расчетная оценка температурного режима аппарата, работающего в условиях глубокого вакуума Труды ЛПИ № 394, Л., 1983 0.3 Громов В.В. и др.

A3. Применение балансового метода теплового расчета для доводки узлов с электронагревателями ВИНИТИ, 1985 0.8 Носов H.A. и др.

A4. Экспериментальная оценка погрешностей имитации внешних тепловых воздействий при ТВИ ВИНИТИ. 1985 0.3 Вайсфельд Л.О. и др.

А5. Экспериментальная оценка влияния разгерметизации изделия на величину давления ВИНИТИ, 1985 0.4 Вайсфельд Л.О. и др.

А6. Расчетный метод оценки эффективности системы обеспечения теплового режима с использованием эндотермических процессов ВИНИТИ, 1986 0.5 Бойков В.А. и др.

А7. Исследование путей улучшения теплофи-зических параметров экспериментальных тепловакуумных установок ВИНИТИ, 1987 0.35 Вайсфельд Л.О. и др.

А8. Прогнозирование теплового состояния изделия по результатам испытаний с произвольно выбранными температурами Межвузовский сборник, Л., 1987 0.25 Кислов М.И. и др.

А9. Способ криовакуум-ных испытаний Авторское свидетельство 1988 0.2 Вайсфельд Л.О. и др.

А10. Способ проведения теп лов аку умных испытаний Авторское свидетельство, 1988 0.2 Вайсфельд Л.О. и др.

АН. Способ тепловакуумных испытаний макетов негерметичных изделий и устройство для его осуществления Авторское свидетельство 1989 0.3 Семенов А.Г. и др.

А12. Оценка точности вычислений при численном обращении преобразования Лапласа ВИНИТИ, 1990 № 1700-В90 0.3 Кузьменко А.В. и др.

А13. Способ захолажива-ния термобарокамеры и термобарокамера для его реализации Авторское свидетельство 1992 0.2 Семенов А.Г. и др.

А14. Способ проведения тепловых испытаний изделий в условиях, эквивалентных марсианским Патент РФ, 1993 0.2 Семенов А.Г. и др.

А15. Способ проведения тепловых испытаний изделий в условиях, эквивалентных марсианским Патент РФ, 1994 0.2 Семенов А.Г. и др.

А16. Методы технологии наземной отработки системы обеспечения теплового режима планетоходов Тезисы докладов Всероссийского молодежного Форума "Науки в области техносферы", СП6ГТУ,1995 0.1 Кислов М.И. И др.

А17. Новые технологии наземной отработки изделий космической техники в термобарокамерах с имитацией тепловых режимов в условиях атмосферы Марса Тезисы докладов Российской научно-технической конференции "Инновационные наукоемкие технологии для России", СП6ГТУД995 0.1 Вайсфельд Л.О. Семенов А. Г.

А18. Выбор схемы и характеристик системы обеспечения теплового режима планетохода с применением блочного принципа Тезисы докладов Российской научно-технической конференции "Инновационн ые наукоемкие технологии для России", СП6ГТУД995 0.1

А19. Решение задачи теплопроводности для нагревателя с произвольной формой поперечного сечения, помещенного в однородную среду Деп., 1995, № 2176-В95 0.25 Кислов М.И. и др.

А20. Основы измерения теплопроводности веществ зондом на границе двух сред Деп., 1995, № 2177-В95 I 0.5 Кислов М.И. и др.

А21. Применение модульного принципа при выборе средств и характеристик системы терморегулирования на примере робота -марсохода Тезисы докладов научно-технической конференции "Фундаментальные исследования в технических университетах СП6ГТУ,1997 0.1 Кислов М.И.

А22. Решение задачи теплопроводности для нагревателя в однородной среде Тезисы докладов научно-технической конференции "Фундаментальные исследования в технических университетах СП6ГТУ,1997 0.1 Кислов М.И. и др.

А23. Теоретические основы измерения теплопроводности зондом на границе двух сред Тезисы докладов научно-технической конференции "Фундаментальные исследования в технических университетах СПбГТУ, 1997 0.1 Кислов М.И. и др.