Spacecraft trusses

Ферменные конструкции космических аппаратов

Введение

Рис. 1. Конфигурация спускаемого аппарата Апполон.

Конструкции космических аппаратов начали разрабатываться сравнительно недавно, но уже имеют свою историю, достигли определенного уровня развития и продолжают развиваться, что обусловлено задачами, которые ставятся перед разработчиками космических систем.
При проектировании и изготовлении космических аппаратов (КА), как и при проектировании любого другого нового вида техники, конструкторы и технологи опираются на опыт, накопленный в других отраслях науки и техники (например, в авиастроении, автомобилестроении и т.д.), учитывают специфические условия эксплуатации и требования, предъявляемые к КА характером выполняемых ими задач, разрабатывают новые технологии, чтобы успешно решить поставленные перед ними задачи.

Факторы окружающей среды и условия эксплуатации.

Рассмотрим основные, специфические для КА факторы окружающей среды и условия эксплуатации, которые необходимо учитывать при их проектировании и изготовлении.

1. 1. Отсутствие силы тяжести на орбите и повышенные нагрузки, вызванные ускорением, при выводе на орбиту. Если сюда добавить, возникающие часто требования иметь на орбите большие пространственные конструкции (солнечные батареи, выносные элементы, и т.д.), то задача кажется противоречивой и  трудноразрешимой. Одной из основных проблем при проектировании таких конструкций является не прочность, а вибрация. Кроме того, вследствие ограниченности полезного объема на ракетоносителях, ферменные конструкции часто бывают разворачиваемые или собираемые на орбите.
2. 2. Космический вакуум на околоземной орбите, который изменяется от 1.310-7 kPa на высоте 200 км до менее чем 1.310-12 kPa на высоте 6,500 км. В этих условиях полимерные материалы могут распадаться (decompose) а металлы сублимировать (терять молекулы). Сублимация может быть причиной роста нитевидных кристаллов или  вызвать осаждение на оптических или термических системах. Это может разрушить систему передачи данных или привести к перегреву и разрушению космического аппарата. Некоторые материалы имеют высокий уровень сублимации даже при температурах меньше 200С (например цинк, олово, магний, кадмий) и поэтому не могут быть использованы. Также композитные матрицы имеют более высокое давление пара чем металлы, и поэтому имеют более высокую скорость сублимации. Эта тенденция делает композитные материалы менее желательными для длительных миссий, хотя это можно исправить применением новых композитных технологий. Дегазация, выделение абсорбированных газов с поверхности конструкции – общая проблема для всех материалов. Выделенные частицы будут осаждаться на других частях конструкции и могут быть причиной неисправностей (разрушение термического покрытия, загрязнение). Для применения в КА, полимерные материалы не должны быть дегазирующими. Эту проблему можно уменьшить применением покрытий нанесенных в вакууме при высокой температуре. Композиционные материалы из-за высокого уровня абсорбции в вакууме могут существенно снизить свои эксплутационные характеристики.
3. 3. Диапазон и максимальные уровни температур, в которых приходится работать конструкциям КА, сильно отличается от условий работы конструкций и аппаратов на Земле. Самые высокие температуры, влияющие на конструктивное исполнение КА, обычно возникают во время возвращения с орбиты при входе в атмосферу, и в мощных двигательных установках. Эти условия требуют использования специальных материалов и(или) изоляции. Для КА работающих на околоземной орбите, температура элементов конструкций может изменяться от -160С до +180С, что вынуждает использовать различные системы термического контроля, а для некоторых типов КА учитывать термодеформационные процессы в конструкции. При полетах  к внешним планетам, температурные условия для КА являются относительно благоприятными, т.к. при охлаждении обычно возрастают предел прочности, предел пластичности и модуль Юнга материалов. Влияние на пластичность и ударную вязкость, однако, различно для разных материалов, что требует проведение проверки на хрупкое разрушение.
4. 4. Высокий уровень, состоящей из различных видов, радиации способный привести к удалению (remove) конструкционных материалов. Его уровень обычно не более 1 мг/см2, который не имеет большого влияния на дизайн большинства конструкций. Радиация также снижает пластичность большинства материалов, что необходимо учитывать для длительных миссий.
5. 5. Магнитное поле созданное Землей, требует чтобы на КА вращающихся вокруг Земли использовались немагнитные материалы.

КА в зависимости от назначения могут иметь различные типы элементов: топливные баки, жилые и аппаратные модули, солнечные батареи, разворачиваемые и выносные элементы конструкций, фермы и рамы. Сами конструктивные элементы могут изготовляться из различных конструкционных материалов с применением всего многообразия современных технологий.
Фермы и рамы могут выступать как объединяющий элемент конструкции, так и играть самостоятельную роль, например в качестве выносных и(или) разворачиваемых элементов.

Исторический аспект

Применение ферменных конструкций (ФК) в виде отдельных элементов КА прослеживается еще с 1960-х годов, например в спускаемых аппаратах Апполон, лунной программы США (Рис.1) [1].
С начала 70-х годов ферменные конструкции в КА стали применяться более активно, что было обусловлено с одной стороны все более широким кругом решаемых задач, а с другой - развитием технологии производства композиционных материалов. Одним из пионеров в использовании композиционных ферменных конструкций для КА была фирма Alliant Techsystem Inc, которая произвела углеродную ферму для спутника связи Fairchild Industries ATS-F, который был выведен на орбиту над Индией в 1973г.[2]
Накопленный опыт в применении и производстве ФК КА позволил в 80-х годах создать уникальный космический телескоп Hubble, который был выведен на орбиту в 1990 году. В этом телескопе два из трех самых ответственных узла: Graphite-epoxy Metering Truss и focal plane structure имеют ферменную структуру и изготовлены из углеродно-эпоксидного композиционного материала (Рис.2) [3].

Рис. 2. Основные элементы конструкции космического телескопа Hubble

Первоначально оба этих элемента должны были быть изготовлены из титана, но испытания на моделях показали невозможность их использования в телескопе из-за высокого коэффициента линейного расширения.
Измерительный ферменный узел (Graphite-epoxy Metering Truss) имеет вес 114 кг., длину 5,08 м., ширину 2,79 м. Углеродно-эпоксидные кольца соединены между собой углепластиковыми трубчатыми стержнями (Рис.3.а). Каждый стержень имеет длину 2,13 м., диаметр 6,1 см. и толщину стенки 1 мм. Элемент Focal plane structure изготовлен по аналогичной технологии и из аналогичных материалов (Рис.3.б). Все работы по изготовлению и сборке углепластиковых конструкций для телескопа Habble выполнила фирма Boeing [4].

Рис. 3. Ферменные элементы конструкции телескопа Hubble.
а) Graphite-epoxy Metering Truss
б) Focal plane structure
в) Graphite-epoxy Metering Truss  и focal plane structure в собранном виде

Космический телескоп Hubble и сегодня, после двух модернизаций на орбите, является непревзойденным инструментом для исследования вселенной, хотя в стадии проектов находятся более мощные и современные телескопы.
В 90-х годах кол-во КА в которых используются ФК еще более возросло. К исследованиям привлекаются все больше университетов и фирм. Результатами этих исследований является применение разработанных технологий в коммерческих и научных спутниках. Так, например, на аэрокосмическом факультете (Aerospace Engineering)  Бристольского университета (University of Bristol) (Великобритания) разрабатываются технологии изготовления узловых элементов и стержней ферм, сборки ФК.[5] Ферменные конструкции и их элементы из углепластика для КА, кроме раннее упомянутой фирмы Alliant Techsystem Inc (Рис.4.а,[8]), производят фирмы: Programmed Composites Inc. (PCI) из Калифорнии (США) (Рис.4.б,[6]); Composite Optics Inc. (Рис.4.б,[7]) и др. Аналогичные работы проводятся в Центральном научно-исследовательском институте специального машиностроения (ЦНИИСМ) г.Хотьково, Россия (Рис.4.в, [8]).

Рис. 4. Примеры ферменных конструкций и их элементов, изготовленных из углепластика .

В преддверии строительства больших космических станций, сборка которых из-за их размеров должна проходить на орбите, ведущие космические державы еще в 80-х годах начали проводить большой объем экспериментальных работ в этой области. Отрабатывались отдельные элементы будущих конструкций и их сборка на орбите. Важная роль при этом отводилась пространственным фермам, которые должны были выполнять связующую роль в конструкциях намечавшихся проектов. Рассматривались два вида форм единичных элементов пространственных ферм (куб и тетраэдр) [9]. Было отмечено, что тетраэдная форма более перспективна для дальнейшего развития, как более универсальная и позволяющая собирать из этих единичных элементов большее количество разнообразных пространственных конструкций. Для каждого случая был разработан свой универсальный узел – пространственный ферменный кластерный (пучковой) фитинг (space truss cluster fitting). Конструктивно эти фитинги были сделаны в нескольких вариантах, в частности для автоматической роботизированной и ручной сборки. При этом для ручной сборки он был выполнен в варианте для использования космонавтами на орбите, когда их движения затруднены космическим скафандром и все действия по присоединению к узлу стержневого элемента должны выполняться одной рукой (one-handed assembly).
Все элементы ферменных конструкций были изготовлены и испытаны. Наземные испытания проводились под водой (в бассейне) для имитации невесомости (Рис.5.а, [10]). Во время экспедиции на многоразовом космическом корабле (МКК) Atlantis в ноябре 1985 г. (миссия STS-61B) был проведен эксперимент по сборке ферменных конструкций. Астронавты Jerry Ross и Sherwood Spring во время двух шестичасовых выходов в открытый космос, в грузовом отсеке МКК, соединив вместе 99 металлических стержней, собрали две большие ферменные конструкции: 3.6-метровую пирамиду и 14-метровую решетчатую балку (Рис.5.б, [11]) .
 

Рис. 5. Сборка экспериментальных ферменных конструкций NASA.
а) Наземная сборка в бассейне.
б) Экспедиция STS-61B

Работы по сборке в космосе ФК в 80-90 годы проводились и в Советском Союзе (России). В отличии от американцев, были разработаны не собираемые из отдельных элементов фермы, а автоматически разворачиваемые на орбите конструкции. На орбитальных станциях "Салют" и "Мир" были проведены эксперименты по разворачиванию протяженных ферменных конструкций, которые необходимы для размещения выносных приборов и двигателей ориентации, в качестве основы для размещения пленочных солнечных батарей (фермы "Маяк", "Рапана", "Софора" и другие) [12].
Накопленные теоретические данные и практический опыт были использованы при проектировании и строительстве международной космической станции (МКС) "Альфа". Одобренный в январе 1984 г. президентом США Рональдом Рейганом, проект изначально задумывался, как один из элементов программы "звездных войн". Но после изменения политической обстановки в мире и возникшими в связи с этим проблемами с финансированием, поменяв название с "Freedom" на "Alfa", станция стала международной, с участием Канады, Японии и Европейского Космического Агентства (ESA). В начале 90-х годов, когда среди участников проекта возникли разногласия по проблемам финансирования, и с целью удешевления проекта, к участию в нем была привлечена Россия, как имевшая большой опыт в строительстве и эксплуатации долговременных орбитальных станций. В связи с постоянно изменявшимися целями и задачами, несколько раз менялась и концепция станции, пока не приняла окончательные очертания к середине 90-х годов (Рис.6.).
Когда МКС будет полностью собрана, она станет самым наблюдаемым сделанным людьми объектом в истории. Большинство населения мира сможет увидеть его с невооруженным глазом, поскольку станция будет выведена на орбиту на высоту около 380 км. над поверхностью Земли. Более 100 элементов будут выведены в космос на протяжении 45 полетов, используя как Space Shuttle так и российские ракетоносители. Широта и громадность проекта не может никогда потускнеть. Станция будет весит больше 470 тонн, содержать 1300 м3 герметичного пространства и потребует солнечные батареи размером с двух футбольных полей, чтобы вырабатывать 105 кВт мощности. Фиксировать все это оборудование вместе будет 91-метровая линейная алюминиевая ферма[13].

Рис. 6. Международная космическая станция

Линейная ферма выполняет много функций. Это место для размещения аппаратного обеспечения. Она также поддерживает и защищает такое чувствительное оборудование, как гироскопы и тепловые радиаторы, распределяет нагрузку от пристыковавшегося Челнока,  перемещений астронавтов и робота-манипулятора, и предоставляет транспортный путь для астронавтов во время их работы снаружи станции.
По первоначальному проекту должна была быть построена основа (каркас) конструкции, а затем астронавты должны были разместить все остальное оборудование. NASA быстро осознала, что этот подход будет слишком дорог, потребует много времени, и рискованный для астронавтов, которые должны будут построить станцию на орбите, так же, как если бы ее строили на Земле – часть за частью, деталь за деталью.
По последнему варианту проекта, станция теперь строится, как можно больше на Земле. Однако полная монолитная конструкция не может быть поднята на орбиту. Секции должны быть меньше грузового отсека челнока, что ограничивает поднимаемые сегменты  диаметром 4.6 м. и 13.7 м. по длине. Ко времени, когда сегменты фермы готовы для транспортировки, на них установлена такая аппаратура, как электрические кабели, батареи, антенны, гироскопы, робот-манипулятор, панели солнечных батарей, и тепловые радиаторы. Фактически внутри фермы нет свободного пространства. Как только сегменты окажутся в космосе, астронавты просто скрепят их вместе четырьмя болтами, а потом соединят шланги и трубопроводы.
На Рис. 7.а изображен сегмент фермы (S0) до установки оборудования, а на Рис. 7.б, тот же сегмент с уже установленным оборудованием, с общим весом 12247 кг. Сегмент S0 был выведен на орбиту 4 апреля 2002 года во время полета многоразового космического корабля Atlantis (миссия STS-110).

Рис. 7. Сегмент S0 ферменной конструкции МКС.
а) без установленного оборудования
б) с установленным оборудованием

При выборе материала для фермы важную роль сыграли два фактора: отношение прочности к весу; стоимостной. Выбор был сделан в пользу алюминия, хотя рассматривались и композиционные материалы. Однако при незначительном выигрыше в весе, возникали проблемы, решение которых сильно бы увеличило стоимость всего проекта. Хотя и при этом выборе не обошлось без проблем. Т.к. конструкторы хотели ограничить количество деталей в каждом сегменте, эти детали должны быть как можно большими. Типичная перегородка шестиугольного сегмента фермы сделана из единого куска алюминия - плиты весом 5450 кг., размером 3,4 м. на 4,3 м. и толщиной 115 мм. Только несколько станков в США могли изготовить такие детали. В результате, каждая такая перегородка стоит несколько сотен тысяч долларов. Кроме того, на каждую алюминиевую деталь фермы нанесли анодированное оптическое покрытие, для придания поверхности специальных свойств с целью контроля поверхностной абсорбции и эмиссии, и защиты от атомарного кислорода.
Шестиугольная форма поперечного сечения фермы была выбрана в связи с тем, что обеспечивает большую жесткость, чем четырехугольная. При этом явно прослеживается связь с работами начала 80-х годов (см. выше). И хотя за основу была принята концепция сборки ферменной конструкции станции крупными блоками, а не ручная поэлементная сборка, единичным элементом конструкции был принят тетраэдр, из которого и была получена ферма шестиугольного сечения. Правда, не обошлось без нововведений. Тетраэдр уже не с равными гранями, а шестиугольник – неправильный, его ширина больше чем высота, что связано с размерами грузового отсека космического корабля.
Двенадцать сегментов, из которых состоит ферменная конструкция МКС, будут доставлены на орбиту в течении 10 полетов челноков. Срок службы станции рассчитан на 30 лет (хотя первоначально предполагалось 60). Но сборочные элементы станции (и ее фермы) сконструированы с возможностью замены после истечения рабочего ресурса.
И хотя МКС еще строится, а эксплуатировать её планируется еще не одно десятилетие, человеческая мысль не стоит на месте и выдвигает новые космические проекты.
Одной из самых желанных целей человечества, еще с начала космической эры - является Марс. Проекты по пилотируемым полетам на Марс, разрабатывались в разные годы, как в США, так и СССР. Сложность и масштабность подобного проекта сравнима с МКС, а, пожалуй, и выше. Корабль для подобного полета  должен состоять из нескольких модулей (жилой блок, двигательная установка, солнечные батареи, спускаемый аппарат, баки с горючим и др.), собираемых первоначально на орбите Земли и только после этого стартующего к Марсу. Собрать воедино все модули межпланетного космического корабля без применения ферменных конструкций представляется сложным делом. Поэтому в проекте космической платформы 1984 года, который был разработан в США, предполагалось активно использовать ферменные конструкции (Рис. 8. [14]).

Рис. 8. Концепция космической платформы для полета к Марсу  из  проекта NASA 1984 года

Проект настолько грандиозный, настолько и дорогостоящий. Но для начала 80-х годов он наверно соответствовал финансовым и техническим возможностям. В последующие годы, в связи с ослаблением противостояния двух сверх держав, космическая гонка перестала быть самоцелью. Произошло не столько сокращение выделяемых бюджетных средств на космические исследования, сколько появилась тенденция к их более рациональному использованию и экономическому обоснованию. При проектировании всех КА, стоимостной фактор стал играть одну из главных ролей. В российских проектах эта тенденция проявилась еще более выражено.
Свою концепцию проекта полета на Марс в РКК "Энергия" начали разрабатывать еще в начале 60-х годов [15]. Проект основывался на применении электрореактивных двигателей с ядерным реактором в качестве источника питания. Претерпев значительные изменения за почти 40 лет, он принял вид проекта 1999 года (Рис. 9). Отказавшись от применения ядерных реакторов, в нем в качестве источника питания предполагается использовать  пленочные солнечные батареи модульной конструкции. В качестве основы для этих солнечных батарей предполагается использовать протяженные ферменные конструкции. Опыт по разворачиванию таких конструкций получен при полетах на орбитальных станциях "Салют" и "Мир"

Рис. 9. Проект марсианской экспедиции 1999 года разработанный РКК "Энергия".

Дальнейшие крупномасштабные исследования космического пространства потребует вывода с Земли на орбиту огромного количества грузов. Современные технологии доставки грузов на орбиту, основанные на ракетной технике, будут не в состоянии справиться с все возрастающим грузопотоком. Это и дорого - на сегодняшний день около 22 тыс. долларов за килограмм веса, и экологически опасно – ракетные двигатели могут окончательно разрушить озоновый слой земной атмосферы. Наиболее оптимально решить эту проблему в состоянии только "космический лифт". Эта идея впервые была предложена ленинградским инженером Юрием Арцутановым в 60-х годах 20-го века. Развиваясь в ряде других работ, она (идея) была наиболее полно отражена писателем-фантастом Артуром Кларком в романе "Фонтаны Рая" в 1979 году, и долгое время после этого так и оставалась фантастической. Для ее реализации, требовалось решить ряд проблем, которые современные наука и технология решить была не в состоянии. Однако уже сегодня над разработкой проекта "космического лифта" работает целый ряд ученых. Одна из исследовательских групп находится в NASA, в центре космических полетов им. Маршалла. По разработанному этой группой проекту, "космический лифт" будет представлять собой несущую нить с рабочими кабинами, натянутую между спутником Земли, выведенным на геостационарную орбиту и вершиной наземной башни высотой около 50 километров [16]. Для изготовления несущей нити предполагается использовать углеродные нанотрубки, которые уже сейчас удовлетворяют требованиям прочности на разрыв, однако современная технология еще не позволяет изготавливать из них нити нужной длинны и в нужном количестве. А вот строительство многокилометровой башни – реальная задача для современных материалов и технологий, хотя и предстоит решить ещё ряд серьезных проблем. Материалом для изготовления башни могут служить углеродно-эпоксидные композиционные материалы. Отличительной особенностью конструкции башни является так называемая фрактальная ферма (fractal truss design) [17]. Концепция фрактальной фермы предполагает, что главная колонна башни сделана из элементов (стержней), которые представляют собой фермы, состоящие из меньших элементов (опять стержней), которые в свою очередь также являются ферменными конструкциями [Рис. 10.].

Рис. 10. Концепция многокилометровой башни для "космического лифта".

Терминология

Прежде чем приступить к описанию отдельных элементов ферменных конструкций, хотелось бы определиться с терминологией. Проведенный анализ показал наличие большого количества терминов для обозначения одних и тех же элементов конструкций. Причем это характерно, как для русской, так и для англоязычной литературы. Причин для такого разнообразия несколько:

• исторически сложившиеся определения элементов ферменных конструкций в различных странах и научных школах;
• наличие отличных друг от друга понятий и терминов у проектировщиков конструкций (задача механики) и изготовителей (технологическая задача);
• наличие терминов и определений, характерных для конкретных отраслей (строительство, машиностроение, авиация и т.д.).

Ферменными конструкциями (фермами) называются конструкции, состоящие их набора стержней, которые соединены между собой шарнирами. Стержни, входящие в состав таких конструкций, не подвергаются изгибу и испытывают только сжатие или растяжение.
Рамные конструкции (рамы) состоят из брусьев, размеры поперечного сечения которых много меньше их длины. Отдельные элементы рамных конструкций (например, брусья) объединяются с помощью узлов. Под узлом понимается жесткое закрепление, реализованное сваркой, группой болтовых соединений, заклепок либо другим способом. Допускается вариант смешанного соединения, когда часть элементов закрепляется жестко, а часть шарнирно. Если все элементы узла имеют шарнирное закрепление, то металлоконструкция называется ферменной.
Таким образом, ферменные конструкции являются подмножеством рамных конструкций. Т.е. ферма - это рама, состоящая из стержней, соединенных между собой в нежестких узлах (шарнирах).
В большинстве случаев, в реальных ферменных конструкциях узловые соединения не являются шарнирными, что определяется выбором технологии изготовления и определяемой этой технологией способом соединений (сварные, болтовые, клеенные и т.д.), которые обычно являются неразъемными. К тому же, изготовить идеальный (или близкий к идеальному) нежесткий шарнир либо слишком дорого, либо практически невозможно.
Таким образом, в ферменных и рамных конструкциях можно выделить два основных элемента, из которых они состоят: стержень и узел.

Литература

1. Extended Duration Lunar Lander. Submitted to: Dr. George W. Botbyl Department of Aerospace Engineering University of Texas at Austin. http://www.tsgc.utexas.edu/archive/design/lander/
2. Alliant Tech to build composite structures for weather satellites. Journal of Aerospace and Defense Industry News. March 6, 1998. http://www.aerotechnews.com/starc/030298/030698d.html
3. Second Hubble space telescope servicing mission. http://www.boeing.com/defense-space/space/liftoff/sts82/03_hubl1.pdf
4. The Hubble Space Telescope. http://www.d2sci.com/ota/ota.ota.html
5. http://www.aer.bris.ac.uk/
6. http://www.psi-pci.com/pci/about_pci.htm
7. http://www.advtech.ru/tsniism/tsnism.htm
8. http://www.atk.com/composites/
9. An evolutionary space station architecture. O.P. Harwood, Journal of the British Interplanetary Society, Vol. 38, pp. 305-314~1985
10. Building Structures in Space. FS-1996-08-09-LaRC August1996, http://oea.larc.nasa.gov/PAIS/Bldg-structures.html  https://www.nasa.gov/centers/langley/news/factsheets/Bldg-structures.html
11. Space Construction. http://schools.tdsb.on.ca/spacenet/spacerobotics/truss/default.htm
12. РАБОТЫ В ОБЕСПЕЧЕНИЕ МАРСИАНСКОЙ ЭКСПЕДИЦИИ. http://www.energia.ru/energia/mars/works.html
13. Space Truss. Brain Fortner. Civil Engineering Magazine., april 2000, volume 70, number 4. http://www.pubs.asce.org/ceonline/0400feat.html
14. Human Exploration Mission Scenario. The Case for Mars II, 1984. http://spot.colorado.edu/~marscase/cfm/cfm84/cfm84plan.html
15. ХРОНОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ КОНЦЕПЦИИ МАРСИАНСКОЙ ЭКСПЕДИЦИИ В РКК ЭНЕРГИЯ. http://www.energia.ru/energia/mars/chronology.html
16. Space Elevator Concept. http://flightprojects.msfc.nasa.gov/fd02_elev.html
17. MULTI-KILOMETER HEIGHT TALL TOWERS. Eileen M. Vélez and Anthony B. Guido, Marshall Space Flight Center, August 10, 2001. http://flightprojects.msfc.nasa.gov/pdf_files/usrp.pdf

Comments

Небольшой комментарий по поводу этой статьи, т.к. информационные материалы, рассмотренные в ней, могут показаться несколько устаревшими. И это действительно так.
Все дело в том, что эта статья является результатом работы над кандидатской диссертацией в области композиционных материалов, проводившиеся в начале двухтысячных (или нулевых) годов. И этот обзор, современного на тот момент состояния в области производства ферменных конструкций из композиционных материалов (одним из основных направлений их использования является космическая индустрия), был то ли черновиком первой главы диссертации, то ли попыткой написания статьи в научный журнал. А так как, ни  того, ни другого сделать не получилось, то решил опубликовать эту статью здесь, и в том виде как она была закончена – может, кому то эта информация покажется интересной. Впрочем, не совсем верно что «закончена», т.к. прервана она едва ли посередине. Впрочем, если кому интересна эта тема, то почерпнуть больше информации можно в статье Composite Truss Structures (Ферменные конструкции из композиционных материалов) , также являющейся отголоском все той же научной работы. 
Что касается актуальности представленной информации (вернее её не актуальности, как может показаться, ввиду их давних сроков публикаций), то существует ещё и исторический аспект. Пусть это будет историческим обзором. Хотя, как мне кажется, научно-технический прогресс в некоторых областях человеческой деятельности (например, аэрокосмической) так замедлился, что материалы этой статьи не совсем потеряли актуальность. К сожалению, потеряли актуальность большинство ссылок. Но, думаю, что при желании найти новые ссылки на эти документы вполне возможно.