Schwingungen nichtmischbarer Flüssigkeiten mit Anwendung auf einen neuen Dämpfer für Satellitenausleger

Übersicht

Antennen und Ausleger von Satelliten bestehen meist aus Drähten oder Tubularbalken, die weder genügend Steifigkeit noch genügend Struktur- und Reibungsdämpfung aufweisen, um ein schnelles Abklingen von Schwingungen zu erreichen. Es ist somit zweckmäßig, zusätzliche Energiedissipation durch das Anbringen von Flüssigkeitsdämpfern am Ende des Balkens in Form eines kleinen Behälters, der vollkommen mit zwei nichtmischbaren Flüssigkeiten gefüllt ist, einzuführen. Durch die Flüssigkeitsbewegung in dem Behälter kann man die Dämpfung genügend erhöhen und ein wesentlich schnelleres Abklingen einer Störung des Satellitenauslegers erreichen. Es wird die Theorie der Flüssigkeitsschwingungen im beliebigen annularen zylindrischen Sektorbehälter untersucht und das mathematisch-mechanische Ersatzmodell für den Kreiszylinderbehälter abgeleitet. Einführung der Ergebnisse in die Schwingungsgleichung eines Balkens zeigen den Effekt des Flüssigkeitsdämpfers. Experimentelle Untersuchungen bestätigen die theoretischen Ergebnisse und liefern die Dämpfungswerte für zusätzliche Ringdämpfer im Flüssigkeitsbehälter.

Summary

Satellite antennas and booms usually exhibit neither enough stiffness nor structural and frictional damping to suppress disturbances in a rapid fashion. It is therefore useful to introduce additional energy dissipation through a liquid damper consisting of a small liquid container at the tip of the boom. It is filled completely with two immiscible liquids and increases through the motion of the liquid and additional baffles enough damping for the rapid decay of the disturbance of a satellite boom. The theory of liquid motion in an arbitrary annular cylindrical sector container is derived. The mathematical-mechanical model for a circular cylinder container is presented and introduced into the beam equation. Theoretical and experimental results exhibit the effectiveness of such a satellite boom damper.