Метод контролю частоти власних коливань для визначення ваги тіла космонавта і малої ваги в умовах невагомості

Abstract

В статті проведено аналіз існуючих основних методів визначення ваги тіла космонавтів і об'єктів малої ваги в умовах невагомості та розкрито їх особливості застосування. Найбільш зручним і перспективним способом визначення інерціальної ваги тіла в умовах невагомості вважається використання різного роду осциляторів та приладів, що дозволяють вимірювати параметри тіла космонавта (об'єктів малої ваги приладів тощо), яке коливається. Можливо використовувати залежність періоду коливань пружини від ваги закріпленого на ній тіла космонавта тощо. Розглянуто вимірювач ваги "ИМ-01М", його технічні характеристики, склад та принцип дії. Такий вимірювач можливо доповнити системою зважування космонавтів (астронавтів) за методом Кармело Велардо, який дозволяє отримати данні про глибину об'єкту вимірювання (форму і розміри космонавта та його рухи). Об'єктом дослідження є осцилятори та прилади, що дозволяють вимірювати параметри тіла космонавта і об'єктів малої ваги, які коливаються. Предметом дослідження є математичний апарат щодо визначення частоти власних коливань динамічної системи. Метою наукової роботи є розробка методу контролю частоти власних коливань для визначення ваги тіла космонавта і об'єктів малої ваги в умовах невагомості. Висновки. Запропоновано метод визначення ваги тіла космонавтів і об'єктів малої ваги в умовах невагомості та його реалізацію за зміною частоти власних коливань. Представлено аналітичні вирази для розрахунку частоти власних коливань динамічної системи та відповідні графіки. Розроблено пружно-ваговий пристрій для проведення вимірювань. Приведено схемо-технічне рішення пристрою, розкрито його склад і принцип дії. Пристрій спроможний визначити вагу об'єкта контролю та його стан (неоднорідність, наявність рідкого наповнювача, частин, що коливаються тощо).In the article the analysis of existent basic methods of determining the weight of body of cosmonauts and objects small weight is conducted in the conditions of weightlessness, and their features of application are similarly exposed. The most comfortable and perspective method of determining the inertial weight of body in the conditions of weightlessness the use of different sort of oscillators and devices, that allow to measure the parameters of body of cosmonaut (small weight of devices and others like that), that hesitates, is considered. It is possible to use dependence of perio d of vibrations of spring on b.w. of cosmonaut envisaged on her and others like that. The measuring device of weight of "ИМ-01М", his technical descriptions, composition and principle of action, is considered. Such measuring device it maybe to complement the system of weighing of astronauts and cosmonauts on the method of Karmelo Velardo, that allows to get measuring (form and sizes of cosmonaut and his motions) given about the depth of object. The object of research is oscillators and devices, that allow to measure parameters bodies of cosmonaut and objects small weight, that hesitate. The subject of research is a mathematical vehicle on determination of frequency of eigentones dynamic system. The research aims is development of method of control of frequency of eigentones for determining the weight of body of cosmonaut and objects small weight in the conditions of weightlessness. Conclusions. The method of determining the weight of body of cosmonauts and objects small weight in the conditions of weightlessness and method of his realization are offered on the change of frequency of eigentones dynamic system devices. Analytical expressions for the calculation of frequency of eigentones dynamic system devices and corresponding charts are presented. A spring-gravimetric device is worked out for realization of measuring. A chart technical decision over of device is brought, his composition and principle of action are exposed. A device is able to define weight of control object, his state (his heterogeneity, presence of liquid filler, parts that hesitate and others like that).