rpd000007839 (160400 (24.04.01).М2 Проектирование космических летательных аппаратов и разгонных блоков), страница 2

Тематика: Определить элементы орбиты космического аппарата по заданному расположению и вектору скорости КА. Проанализировать полученную траекторию. Определить параметры, обеспечивающие минимальное наклонение орбиты КА.

Трудоемкость(СРС): 13

Прикрепленные файлы:

Типовые варианты:

-(x,y,z)=(5000,1000,4000) км, (Vx,Vy,Vz)=(2,6,2) км/с, t0=12 часов 1 декабря 2008 года

-(x,y,z)=(5500,1000,4000) км, (Vx,Vy,Vz)=(-2,6,2) км/с, t0=11 часов 2 декабря 2008 года

-(x,y,z)=(6000,1000,4000) км, (Vx,Vy,Vz)=(-2,3,9) км/с, t0=10 часов 3 декабря 2008 года

-(x,y,z)=(6500,2000,3000) км, (Vx,Vy,Vz)=(1,4,-7) км/с, t0=9 часов 4 декабря 2008 года

-(x,y,z)=(7000,2000,3000) км, (Vx,Vy,Vz)=(1,-4,7) км/с, t0=8 часов 5 декабря 2008 года

-(x,y,z)=(7500,2000,3000) км, (Vx,Vy,Vz)=(-1,4,7) км/с, t0=7 часов 6 декабря 2008 года

-(x,y,z)=(8000,3000,2000) км, (Vx,Vy,Vz)=(1,0,-7) км/с, t0=6 часов 7 декабря 2008 года

-(x,y,z)=(8500,3000,2000) км, (Vx,Vy,Vz)=(1,8,0) км/с, t0=5 часов 8 декабря 2008 года

-(x,y,z)=(9000,3000,2000) км, (Vx,Vy,Vz)=(1,2,9) км/с, t0=6 часов 9 декабря 2008 года

-(x,y,z)=(9500,400,300) км, (Vx,Vy,Vz)=(2,2,-9) км/с, t0=5 часов 10 декабря 2008 года

2.1. Построение трассы спутника Земли

Тематика:

Трудоемкость(СРС): 36

Прикрепленные файлы:

Типовые варианты:

-Hπ [км] = 500,Hα [км] = 2500, i [град] = 62, Ω [град] = 0, ω [град] =15, υ0 [град] = 25, λ0 [град] = 0

-Hπ [км] = 600, Hα [км] = 4500, i [град] = 51, Ω [град] = 100, ω [град] = 90, υ0 [град] = 45, λ0 [град] = 60

-Hπ [км] = 700, Hα [км] = 6500, i [град] = 41,Ω [град] = 200, ω [град] = 140,υ0 [град] = 65, λ0 [град] = 120

-Hπ [км] = 500, Hα [км] = 30000, i [град] = 71, Ω [град] = 300, ω [град] = 210, υ0 [град] = 85, λ0 [град] = 180

-Hπ [км] = 1200, Hα [км] = 7500, i [град] = 54, Ω [град] = 130, ω [град] = 60, υ0 [град] = 15, λ0 [град] = 90

-Hπ [км] = 1400, Hα [км] = 8500, i [град] = 55, Ω [град] = 140, ω [град] = 50, υ0 [град] = 5, λ0 [град] = 100

-Hπ [км] = 700, Hα [км] = 3500, i [град] = 63, Ω [град] = 10, ω [град] = 25, υ0 [град] = 35, λ0 [град] = 10

-Hπ [км] = 900, Hα [км] = 4500, i [град] = 64, Ω [град] = 20, ω [град] = 35, υ0 [град] = 45, λ0 [град] = 20

-Hπ [км] = 600, Hα [км] = 32000, i [град] = 63, Ω [град] = 310, ω [град] = 220, υ0 [град] = 80, λ0 [град] = 100

-Hπ [км] = 1100, Hα [км] = 5500, i [град] = 65, Ω [град] = 30, ω [град] = 45, υ0 [град] = 55, λ0 [град] = 30

1. Рубежный контроль

1. Промежуточная аттестация

1. Экзамен (1 семестр)

Прикрепленные файлы:

Вопросы для подготовки к экзамену/зачету:

1.Математическая постановка задачи об импульсном межорбитальном перелете. Критерии оптимальности.

2.Зависимость импульсов скорости гоманновского перелета от отношения радиусов начальной и конечной орбиты. Время межорбитального перелета при использовании гоманновского перелета.

3.Общая схема рационального трехимпульсного перелета. Основные свойства.

4.Перелет между компланарными круговой и эллиптической орбитами. Оптимальная схема перелета. Апсидальные перелеты.

5.Апсидальные двухимпульсные перелеты между компланарными эллиптическими орбитами.

6.Одноимпульсные перелеты между пересекающимися компланарными эллиптическими орбитами.

7.Перелет между эллиптической и компланарной ей гиперболической орбитой.

8.Анализ схемы одноимпульсного поворота плоскости круговой орбиты. Оценка возможного выигрыша.

9.Перелеты между некомпланарными круговыми орбитами.

10.Общая постановка задачи оптимизации схемы двухимпульсного перелета между произвольными орбитами.

11.Схемы выведения на высокие рабочие орбиты с использованием Лунного гравитационного маневра.

12.Межорбитальные перелеты с задачей встречи на конечной орбите с космическим объектом.

13.Уравнение Ламберта и его использование при проектировании межорбитальных перелетов.

14.Типовая схема полета межпланетного космического аппарата с традиционными химическими двигателями.

15.Математическая модель, описывающая движение КА при межпланетном перелете.

16.Метод грависфер при проектировании межпланетных перелетов.

17.Задача о третьей космической скорости. Задача о четвертой космической скорости.

18.Решение уравнения Ламберта при анализе гелиоцентрического участка межпланетной траектории.

19.Расчет траектории геоцентрического движения КА.

20.Схемы полета КА в окрестности планеты назначения как функции назначения КА и отдельных его блоков. Картинная плоскость.

21.Гравитационный маневр при межпланетных перелетах.

22.Траектории межпланетного перелета при возврате КА к Земле.

23.Коррекция траектории КА при межпланетном перелете.

1. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

а)основная литература:

1. «Механика космического полета» Под редакцией академика Мишина В.П. Москва, Машиностроение 1989.

2. Д.Е. Охоцимский, Ю.Г. Сихарулидзе. Основы механики космического полета. Москва, Наука. 1990.

3. М.С. Константинов, Г.Г. Федотов. Исследование траекторий межпланетного полета. Учебное пособие, Москва, Издательство МАИ, 1990.

4. В.И. Левантовский. Механика космического полета в элементарном изложении. Издание третье, дополненное и переработанное. Москва, Наука. 1980.

5. Н.М. Иванов, А.А. Дмитриевский, Л.Н. Лысенко. Баллистика и навигация космических аппаратов. М. Машиностроение, 1986

б)дополнительная литература:

1. Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика летательных аппаратов. Наука, 1982г.

2. Каменков Е.Ф. Основы космонавтики, МАИ. 1981г.

3. Каменков Е.Ф. Теория полета летательных аппаратов, МАИ, 1980г.

4. Основы теории полета космических аппаратов. (под ред. Г.С.Нариманова, М.К. Тихонравова) Машиностроение, 1972г.

в)программное обеспечение, Интернет-ресурсы, электронные библиотечные системы:

1. Комплекс программ «Orbit». Написан на «MathCad».

2. Комплекс программ «Lambert». Написан на «MathCad».

3. Комплекс программ «Interplanet». Написан на «MathCad».

4. Программный комплекс «Sunpl».

1. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Лекционные занятия обеспечиваются комплектом электронных презентаций/слайдов, а также комплексом задач по соответствующим разделам изучаемого курса.

2. При проведении практических занятий используются компьютерный класс, специализированное ПО.

Приложение 1
к рабочей программе дисциплины
«Проектно-баллистический анализ функционирования космических аппаратов »

Аннотация рабочей программы

Дисциплина Проектно-баллистический анализ функционирования космических аппаратов является частью Профессионального цикла дисциплин подготовки студентов по направлению подготовки Ракетные комплексы и космонавтика. Дисциплина реализуется на 6 факультете «Московского авиационного института (национального исследовательского университета)» кафедрой (кафедрами) 601.

Дисциплина нацелена на формирование следующих компетенций: ПК-9.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с: решением задач межорбитального перелета космических аппаратов в окрестности Земли и любого другого небесного тела

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: Лекция, мастер-класс, Практическое занятие.

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: промежуточная аттестация в форме Экзамен (1 семестр).

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часов. Программой дисциплины предусмотрены лекционные (4 часов), практические (30 часов), лабораторные (0 часов) занятия и (83 часов) самостоятельной работы студента.

Приложение 2
к рабочей программе дисциплины
«Проектно-баллистический анализ функционирования космических аппаратов »

Cодержание учебных занятий

1. Лекции

1.1.1. Обсуждение изучаемых разделов механики космического полета.(АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Основные понятия и термины, используемые в механике комического полета на примере задачи о нахождении элементов орбиты спутника в задаче двух тел по условиям движения спутника в некоторой точке его орбиты.

1.1.2. Математические модели, описывающие перелеты между орбитами спутника. (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Перелеты между орбитами при выведении КА на рабочие орбиты. Химический разгонный блок.

Анализ возможного времени работы двигателя химического разгонного блока при межорбитальном перелете. Импульсные перелеты. Потери в скорости при анализе импульсных перелетов.

Математическая постановка задачи об импульсном межорбитальном перелете. Критерии оптимальности. Суммарный импульс скорости как основной критерий оптимальности импульсных межорбитальных перелетов.

Связь импульсов скорости с затратами требуемого на перелет топлива химического разгонного блока. Одноступенчатый и многоступенчатые химические разгонные блоки и суммарный импульс скорости.

Использования индукции, как методического приема для исследования и оптимизации импульсных перелетов.

1. Практические занятия

1.2.1. Перелеты между компланарными круговыми орбитами.(АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

Описание: Двухимпульсные перелеты на внешнюю орбиту. Касательный эллипс (гоманновский перелет), его свойства, оптимальность. Безразмерные импульсы скорости гоманновского перелета. Немонотонность зависимости суммарного импульса скорости от радиуса конечной орбиты при перелете на внешнюю орбиту. Время межорбитального перелета при использовании гоманновского перелета. Перелеты на внутреннюю орбиту. Оптимальность гоманновского перелета на внутренние орбиты.

Общая схема, основные свойства рационального трехимпульсного перелета. Вырожденный трехимпульсный перелет (перелет через бесконечность). Условия, при которых суммарный импульс скорости трехимпульсного перелета может быть меньше суммарного импульса скорости гоманновского перелета. Время трехимпульсного перелета. Число включений двигателя химического разгонного блока и число импульсов скорости импульсного перелета.

1.2.2. Перелет между компланарными орбитами с одной линией апсид.(АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

Описание: Перелет с круговой орбиты на внешнюю эллиптическую орбиту. Оптимальная схема перелета. Апсидальные перелеты. Перелет с круговой орбиты на внутреннюю эллиптическую орбиту. Перелет с круговой орбиты на эллиптическую орбиту, пересекающую круговую орбиту. Двухимпульсные и одноимпульсные перелеты. Перелет с круговой орбиты на эллиптическую орбиту, касающуюся круговой орбиты. Перелет с эллиптической орбиты на круговую орбиту. Апсидальность межорбитальных перелетов, как важное свойство рациональности перелета.

Апсидальные двухимпульсные перелеты между компланарными эллиптическими орбитами с коллинеарными линиями апсид. Апсидальные двухимпульсные перелеты между компланарными эллиптическими орбитами с антиколлинеарными линиями апсид.

1.2.3. Перелет между произвольными компланарными орбитами.(АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

Описание: Одноимпульсные перелеты между пересекающимися компланарными эллиптическими орбитами с одной линией апсид. Одноимпульсные перелеты между пересекающимися компланарными эллиптическими орбитами с произвольными линиями апсид.

Перелет с круговой на компланарную гиперболическую орбиту с заданным значением константы энергии. Перелет с эллиптической на компланарную гиперболическую орбиту с заданным значением константы энергии. Перелет с круговой на компланарную гиперболическую орбиту с заданным значением константы энергии и заданным направлением асимптоты гиперболы.

1.3.1. Анализ схемы одноимпульсного поворота плоскости круговой орбиты.(АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие