Numerical simulation of the group hypervelocity elements impact on a spacecraft
The presence of a large number of man-made fragments of various sizes and shapes in the near-Earth space due to destruction of satellites and launch vehicles is a serious threat to the safe functioning of automatic and manned space vehicles. At present, protection of spacecrafts from man-made fragments is a highly relevant task for the successful development of modern astronautics. To solve it, it is necessary to research the process of interaction between hypervelocity projectiles and protected objects. Numerical simulation of the hypervelocity interaction between solids and protective systems allows one to reproduce the characteristic features of physical processes occurring in the collision, to consider and select the optimum scheme of protective shields. Involving present-day computers and numerical methods made it possible to solve problems of hypervelocity collision in a three-dimensional formulation with allowance for fragmentation of projectiles and shock protection elements of the spacecraft. Taking into account fragmentation and interaction of fragments between each other and the space vehicle body allows us to give a more complete picture of processes occurring upon the hypervelocity interaction between elements of space debris and the shell of a space object. In this paper, we consider the interaction of a group of elongated projectiles with the flat shape nose with a system of spaced plates.
Keywords
численное моделирование,
высокоскоростное соударение,
космический аппарат,
разрушение,
слоистые преграды,
numerical simulation,
hypervelocity impact,
spacecraft,
destruction,
layered barriersAuthors
| Gerasimov Alexander Vladimirovich | Tomsk State University | ger@niipmm.tsu.ru |
| Pashkov Sergey Vladimirovich | Tomsk State University | ps@contek.ru |
Всего: 2
References
Зелепугин С.А., Коняев А.А., Сидоров В.Н. и др. Экспериментально-теоретическое исследование соударения группы частиц с элементами защиты космических аппаратов // Космические исследования. 2008. Т. 46. № 6. С. 559-570.
Физика взрыва / под ред. К.П. Станюковича. М.: Наука, 1975. 704 с.
Уилкинс М.Л. Расчет упругопластических течений // Вычислительные методы в гидродинамике. М.: Мир, 1967. С. 212-263.
Wilkins M.L. Computer simulation of dynamic phenomena. Berlin - Heidelberg - New-York: Springer, 1999. 246 p.
Steinberg D.J., Cochran S.G., Guinan M.W. A constitutive model for metals applicable at high - strain rate // J. Appl. Phys. 1980. V. 51. No. 3. P. 1496-1504.
Johnson G.R., Colby D.D., Vavrick D.J. Tree-dimensional computer code for dynamic response of solids to intense impulsive loads // Int. J. Numer. Methods Engng. 1979. V. 14. No. 12. P. 1865-1871.
Johnson G.R. Dynamic analysis of explosive-metal interaction in three dimensions // Trans. ASME. J. of Appl. Mech. 1981. V. 48. No. 1. P. 30-34.
Крейнхаген К.Н., Вагнер МХ., Пьечоцки Дж. Дж., Бьорк Р.Л. Нахождение баллистического предела при соударении с многослойными мишенями // Ракетная техника и космонавтика. 1970. Т. 8. № 12. С. 42-47.
Герасимов А.В., Барашков В.Н., Пашков С.В. Удар группы компактных элементов по тонкой преграде // Изв. вузов. Физика. 2009. Т. 52. № 7/2. С. 59-63.
Герасимов А.В., Пашков С.В. Трехмерное моделирование разрушения преград группой ударников // Сб. докл. VI Научн. конф. Волжского регион. Центра РАРАН «Современные методы проектирования и отработки ракетно-артиллерийского вооружения». Са-ров, 2-4 июня 2009
Теоретические и экспериментальные исследования высокоскоростного взаимодействия тел / под ред. А.В. Герасимова. Томск: Изд-во Том. ун-та, 2007. 572 с.
Quoc Bao Diep, John F. Moxnes, Gunnar Nevstad. Fragmentation of projectiles and steel rings using 3D numerical simulations // 21th International Symposium of Ballistics 19-23 April 2004, Adelaide, Australia.
Герасимов А.В., Пашков С.В. Численное моделирование пробития слоистых преград // Механика композиционных материалов и конструкций. 2013. Т. 19. № 1. С. 49-61.
