madiАвтомобиль. Дорога. Инфраструктура. = Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.Avtomobil'. Doroga. Infrastruktura.2409-7217МАДИmadi-1435Research Article2.5.11. Наземные транспортно-технологические средства и комплексыНаучно-методологический подход к исследованию динамики взаимодействия колесного движителя планетохода со слабосвязанным грунтом при имитации пониженной гравитацииScientific and methodological approach to the study of the dynamics of interaction between a planetary rover’s wheeled propulsion system and loosely-bound soil under simulated reduced gravity conditionsБыковАртём ИвановичBykovArtyom I.

инженер-конструктор-схемотехник 1 категории филиал

design-circuit engineer

bykovartem1994@yandex.ruфилиал АО "НПО Лавочкина" в г. КалугеРоссияAffiliate of Lavochkin AssociationRussian Federation20242512202404(42)77Copyright © Быков А.И., 20242024Быков А.И.Bykov A.I.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.adi-madi.ru/madi/article/view/1435

 статье рассмотрен научно-методологический подход к решению задачи исследования динамики взаимодействия колесного движителя планетохода со слабосвязанным грунтом при имитации пониженной гравитации, которое обеспечивает полноту и достоверность результатов экспериментальных исследований ходовых характеристик при пониженной гравитации. Предложена математическая модель зависимости коэффициента сцепления от коэффициента буксования колёсного движителя планетохода при перемещении по слабосвязанному грунту в условиях пониженной гравитации, которая основана на результатах анализа эксплуатации планетоходов на поверхности Марса, результатов экспериментальных исследований взаимодействия колеса со слабосвязанным грунтом при имитации пониженной гравитации различными способами и моделей взаимодействия колёсных движителей с опорной поверхностью, используемых для наземных транспортных средств. Представлена конструкция стендового оборудования для исследования взаимодействия колёсных движителей со слабосвязанным грунтом при имитации пониженной гравитации путём обезвешивания и масштабного моделирования. Приведены результаты экспериментальных исследований взаимодействия колёсного движителя со слабосвязанным грунтом, которые были получены в филиале АО «НПО Лавочкина» в г. Калуге. Предложен подход имитации пониженной гравитации при экспериментальных исследованиях взаимодействия колёсного движителя со слабосвязанным грунтом, который обеспечивает полноту и достоверность результатов экспериментальных исследований.

The article discusses a scientific and methodological approach to solving the problem of studying the dynamics of interaction of a planetary rover's wheeled propulsion system with weakly bound soil when simulating reduced gravity, which ensures the completeness and reliability of the results of experimental studies of driving characteristics under reduced gravity. A mathematical model is proposed for the dependence of the adhesion coefficient on the slip coefficient of a planetary rover’s wheeled propulsion system when moving on loosely-bound soil under reduced gravity conditions, based on the results of analysis of planetary rover operation on the surface of Mars, the results of experimental studies of wheel interaction with loosely-bound soil under various methods of reduced gravity simulation, and models of wheeled propulsion system interaction with the supporting surface used for ground vehicles. The design of bench equipment for studying the interaction of wheeled propulsion systems with loosely-bound soil under reduced gravity simulation by weightlessness and scale modeling is presented. The results of experimental studies of wheeled propulsion system interaction with loosely-bound soil, obtained at the Affiliate of Lavochkin Association in Kaluga, are presented. An approach to simulating reduced gravity in experimental studies of wheeled propulsion system interaction with loosely-bound soil is proposed, which ensures the completeness and reliability of experimental research results.

планетоходмарсоходлуноходимитация пониженной гравитациивзаимодействие колеса планетохода с грунтоммасштабное моделированиеназемная экспериментальная отработка планетоходаplanetary rovermars roverlunar roverreduced gravity simulationplanetary rover wheel-soil interactionscale modelingground-based experimental testing of planetary roverReferencesХамуков, Ю. Х. Высокоподвижный планетоход для исследования планет солнечной системы / Ю. Х. Хамуков, Ю. И. Попов, Л. Б. Кокова // Наука и инновации - современные концепции: Сборник научных статей по итогам работы Международного научного форума, Москва, 14 декабря 2023 года. – Москва: ООО "Инфинити", 2023. – С. 92-102.Khamukov, Yu. Kh., Popov Yu. I., Kokova L. B. Vysokopodvizhnyi planetokhod dlya issledovaniya planet solnechnoi sistemy (A highly mobile planetoid for exploring the planets of the Solar system ) // Science and innovations - modern concepts: A collection of scientific articles based on the results of the International Scientific Forum, Moscow, December 14, 2023. – Moscow: Infiniti LLC, 2023. – pp. 92-102. (in Russian).Проблемы тестирования робототехнических систем для перемещения по космическим объектам / П. П. Ананьев, А. В. Плотникова, А. С. Тимофеев [и др.] // Робототехника и техническая кибернетика. – 2021. – Т. 9, № 3. – С. 180-185. – DOI 10.31776/RTCJ.9303. – EDN XWOWVU.Ananyev P. P., Plotnikova A. V., Timofeev A. S. [et al.] Problemy testirovaniy robototehnicheskih system dla peremeshenia po kosmicheskim obektam (Problems of Testing Robotic Systems for Movement on Space Objects) // Robotics and Technical Cybernetics. – 2021. – Vol. 9, No. 3. – P. 180-185.Быков, А. И. Результаты сравнительного анализа влияния способов имитации пониженной гравитации на динамику взаимодействия колесного движителя с грунтом / А. И. Быков // Двойные технологии. – 2022. – № 3(100). – С. 49-53. – EDN DHMKAA.Bykov A.I. Resultaty sravnitelnogo analiza vliyania sposobov imitacii ponigenoy gravitacii na dinamiku vzaimodeystvia kolesnogo dvigitela s gruntom (Results of Comparative Analysis of the Influence of Methods of Simulating Reduced Gravity on the Dynamics of Interaction of Wheeled Propulsion with Soil) // Dual Technologies. – 2022. – No. 3 (100). – P. 50-54.Niksirat, P. Characterizing the effects of reduced gravity on rover wheel-soil interactions using computer vision techniques / P. Niksirat, K. Skonieczny, A.A.F. Nassiraei // 2019 International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Montreal, Quebec, Canada, May 20-24, 2019. – P. 4739-4745. – DOI 10.1109/ICRA.2019.8793895.Krzysztof Skonieczny, Scott J. Moreland, David S. Wettergreen A Grouser Spacing Equation for Determining Appropriate Geometry of Planetary Rover Wheels / 2012 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. – p.5065-5070.John L. Callas Mars Exploration Rover Spirit End of Mission Report / John L. – California Institute of Technology. U.S. Government sponsorship acknowledged, 2015. – 29 p.Masataku Sutoh, Kenji Nagaoka, Keiji Nagatani, Kazuya Yoshida Design of wheels with grousers for planetary rovers traveling over loose soil // Journal of Terramechanics 50 (2013) 345–353.Hirotoshi, Nakamura. Soil flow analysis for grouser wheels based on a particle image velocimetry method / Hirotoshi Nakamura, Kenji Nagaoka, Kazuya Yoshida // Journal of Terramechanics. – 2020. – Vol. 91(2). – P. 233-241. – DOI 10.1016/j.jterra.2020.07.001.Bykov A.I., Artem'ev A.V. Rezul'taty analiza tyagovoj dinamiki i ustojchivosti dvizheniya planetohoda dlya opredeleniya granichnyh konstruktivnyh parametrov special'nyh kolesnyh shassi (The results of the analysis of traction dynamics and stability of the planetary rover movement to determine the boundary design parameters of special wheeled chassis) Robototekhnika i tekhnicheskaya kibernetika. – 2022. – T. 10. № 1. – pp. 64-72.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.