НАУКОЕМКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
В КОСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ЗЕМЛИ

Управление зависанием космических аппаратов в невращающейся относительной системе координат потоками

Гончаревский В.С., Зиновьев С.В.

Рассматриваются методы управления зависанием активного космического аппарата относительно пассивного аппарата, строительные оси которого занимают в инерциальном пространстве неизменное положение. Это имеет место в том случае, когда в системе ориентации и угловой стабилизации пассивного аппарата в качестве опорной системы отсчета используется невращающаяся относительная система координат.

 

Зависание одного космического аппарата относительно другого является одной из разновидностей группового полета орбитальных объектов в космическом пространстве. Под групповым полетом понимается такое управляемое относительное движение двух или более космических аппаратов, в процессе которого относительное расстояние между ними либо не изменяется, либо изменяется по определенному закону в некоторых достаточно ограниченных пределах, и, кроме того, это расстояние остается значительно меньшим их расстояний до центра планеты.

Отличительной чертой зависания как разновидности группового полета является обеспечение в течение всего времени этого полета условия неизменности положения активного аппарата в относительной системе координат с началом в центре масс пассивного аппарата. Необходимость такого положения может возникнуть при решении задач опознавания космических объектов, осуществления стыковки с орбитальными станциями, оборудованными несколькими стыковочными узлами, спасения экипажей пилотируемых КА в аварийных ситуациях и т.д. В работе найдены управляющие воздействия, необходимые для осуществления зависания активного аппарата в невращающейся относительной системе координат. Они представляют собой непрерывные функции времени, в которых координаты точки зависания играют роль параметров. Получены соотношения для оценки энергозатрат при реализации этих управляющих воздействий. Показано, что при заданном времени зависания для уменьшения энергозатрат желательно осуществлять его в точке, лежащей в относительной системе координат под углом, численно равным половине этого времени.

Для обеспечения зависания строго в заданной точке при реализации найденных управляющих воздействий необходимы двигатели переменной тяги, работающие в непрерывном режиме. Это связано с повышенными энергозатратами. Так как во многих случаях нет необходимости жестко фиксировать положение активного аппарата в заданной точке зависания и можно допустить его барражирование относительно этой точки, то предложены методы, в которых данное управление осуществляется с помощью двигателей импульсной тяги, что позволяет снизить требуемые энергозатраты. Найдены управляющие воздействия для выполнения барражирования, а также определены зависимости размеров зоны барражирования от углового положения опорной точки и величины периода барражирования относительно этой точки.

Редакционная коллегия

Бобровский В.И.
(д.т.н., доцент, начальник отдела ОАО "ИНТЕЛТЕХ")

Борисов В.В.
(д.т.н., профессор, Действительный член Академии военных наук РФ, профессор кафедры вычислительной техники МЭИ)

Будко П.А.
(д.т.н., профессор, профессор кафедры технического
обеспечения связи и автоматизации ВАС)

Будников С.А.
(д.т.н., доцент, действительный член Академии информатизации
образования, начальник кафедры автоматизированных
систем управления ВУНЦ ВВС "ВВА")

Верхова Г.В.
(д.т.н., профессор, заведующая кафедрой автоматизации
предприятий связи СПб ГУТ им. профессора М.А.Бонч-Бруевича)

Гончаревский В.С.
(д.т.н., профессор, заслуженный деятель науки и техники
РФ, профессор кафедры технологий и средств технического
обеспечения и эксплуатации автоматизированных систем
управления ВКА имени А.Ф.Можайского)

Комашинский В.И.
(д.т.н., профессор, профессор кафедры обработки и передачи
дискретных сообщений СПб ГУТ им. профессора
М.А.Бонч-Бруевича)

Кирпанев А.В.
(д.т.н., доцент, начальник отдела ОАО «НПП «РАДАР ММС»)

Курносов В.И.
(д.т.н., профессор, академик Арктической академии наук,
академик Международной академии информатизации,
академик Международной академии обороны, безопасности
и правопорядка, член-корреспондент РАЕН, главный научный
сотрудник ОАО "НИИ "Рубин")

Мануйлов Ю.С.
(д.т.н., профессор, профессор кафедры автоматизированных
систем управления космических комплексов ВКА имени
А.Ф.Можайского)

Морозов А.В.
(д.т.н., профессор, действительный член Академии военных наук РФ, начальник кафедры автоматизированных систем боевого управления ВА ВПВО ВС РФ)

Мошак Н.Н.
(д.т.н., доцент, начальник отдела ОАО "ИНТЕЛТЕХ")

Пророк В.Я.
(д.т.н., профессор, профессор кафедры автоматизированных
систем управления ВКА имени А.Ф.Можайского)

Семенов С.С.
(д.т.н., доцент, профессор кафедры технического
обеспечения связи и автоматизации ВАС)

Синицын Е.А.
(д.т.н., профессор, начальник НИО ОАО "ВНИИРА")

Шатраков Ю.Г.
(д.т.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ, ученый
секретарь ОАО "ВНИИРА")