The paper investigates the static state of a space elevator that is a platform held in a circular orbit by a stretched elastic cable in a spherically symmetric field of gravitational-centrifugal forces. To select rational mass and orbital parameters of the system, two variants of the cable in the approximation of a heavy elastic thread are considered, namely, a homogeneous cable and a uniform-strength cable. The relations between the mass of the platform, the radius of its orbit, and the characteristics of the cable are obtained, which provide its strength and tension necessary for operation of the lift “delivering” the output satellites in their orbits.

Разработана нелинейная двухмодовая модель самовозбуждения вертикально- крутильных колебаний провода в ветровом потоке при наличии гололедных отложений. Самовозбуждение колебаний трактуется как неустойчивость равновесного состояния вследствие возникновения поперечной аэродинамической силы при закручивании провода (эффект Магнуса) и динамической связи вертикальных и крутильных колебаний. Провод рассматривается как тяжелая гибкая нить с осредненными характеристиками, закреплённая между двумя равновысокими опорами. Натяжение провода считается постоянным по длине, но переменным во времени. Статические и динамические компоненты полных деформаций растяжения записываются в квадратичном приближении. Формы вертикальных и крутильных колебаний относительно статического положения равновесия аппроксимируются квадратичной функцией, близкой к первым парциальным модам. Уравнения колебаний провода записываются в форме уравнений Лагранжа 2-го рода. Обобщенными координатами, отсчитываемыми от положений статического равновесия, являются изменения стрелы провисания и угла поворота сечения провода в центре пролета. Определена группа критериальных безразмерных параметров модели и на основе данных о технических характеристиках проводов высоковольтных линий электропередачи выявлены практические диапазоны их изменения. На основе линеаризованных уравнений получены условия самовозбуждения колебаний в виде зависимости критического параметра скорости ветра от параметра, обобщенно характеризующего возможные инерционные и геометрические характеристики гололедных отложений.

Рассматривается система из двух проводов, связанных дистанционными распорками в виде жестких стержней. На провода воздействует ветровой поток так, что один провод находится в аэродинамическом (спутном) следе другого, что приводит к возникновению автоколебательного процесса. Следовая связь между проводами моделируется с помощью модифицированной теории Симпсона с использованием эмпирических данных Блевинса и Прайса. Дифференциальные уравнения колебаний выводятся на основе принципа возможных перемещений в обобщенных координатах с учётом нелинейностей упругих и инерционных сил, а также аэродинамических сил в спутном следе. Для дискретизации по пространственным координатам используется метод конечных элементов с выбором линейных и тригонометрических функций формы в качестве базисных. Сила натяжения и продольная деформация провода считается в пределах элемента постоянными величинами. Зависимость деформации от поперечных перемещений определяется квадратичным приближением. Для получения конечных выражений для аэродинамических сил используются полиномиальные аппроксимации экспериментальных данных, а также линеаризация выражений для этих сил, записанных в локальных (элементных) координатах.

Space orbital stations operations support consists an adoption of meaningful measures to protect space station against impacts of space debris and meteoroids. This goal can be reached by using multilayered protection shields that are made with the fabric material layers. Shields designing and modeling requires specific characteristics that define energy absorbed volume by the fabric destruction under impact. The paper describes the methodology and experimental determination method for absorbed energy volume results by using multilayer fabrics of orbital manned stations shielding constructions under distributed impulse loading caused by the space debris impacts. The energy absorbed volume by the multilayer fabrics is obtained from the experiments by analysis of specimen and flat metal projectile impact. Projectile was accelerated by the air gas gun. The obtained experimental determination results of energy absorbed volume in pressure range up to 1,5 GPa are given. Using the model of fabric as a porous material its energy absorption volume dependence in pressure range up to 10 GPa and compared with experimental data. It is shown that for materials with high porosity absorbed energy volume against pressure dependence is close to linear. Corresponding asymptotic dependence for materials with high porosity under the high pressure is obtained.