Отзывы научных руководителей (Проектирование траекторий межпланетных перелетов КА с электроракетной двигательной установкой с учетом нештатного временного выключения двигателя)

Отзыв научного руководителя о диссертанте Нгуен Диен Нгок и его диссертации на тему «Проектирование траекторий межпланетных перелетов КА с электроракетной двигательной установкой с учетом нештатного временного выключения двигателя», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.09 — «Динамика, баллистика, дистанционное управление движением летательных аппаратов».

Нгуен Диен Нгок является выпускником ФГБОУ ВПО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана)». Он окончил с отличием кафедру «Динамика и управления полетом ракет и космических аппаратов (СМ-3)» в 2011 году. Затем Нгуен Д.Н. продолжил свое обучение в очной целевой аспирантуре на кафедре «Космические системы и ракетостроение (601)» ФГБОУ ВПО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ)».

В ходе работы над диссертацией Нгуен Д.Н. продемонстрировал глубокие знания в области механики космического полета, отличное владение современным программным обеспечением и вычислительной техникой. Диссертант показал себя как научный исследователь, способный формулировать цель научного исследования, разрабатывать подходы, методы и алгоритмы решения анализируемой проблемы. Актуальность представляемой работы определяется: целесообразностью повышения эффективности выполнения транспортных космических маневров с использованием электроракетных двигательных установок благодаря их высокому удельному импульсу; необходимостью разработки математических моделей, описывающих траектории межпланетных космических аппаратов (КА) с электроракетной двигательной установкой (ЭРДУ) при использовании схемы межпланетного маневра, при которой на первом этапе гелиоцентрического перелета используется гравитационный маневр у Земли; и методов оптимизации таких траекторий; необходимостью учета при проектировании межпланетной траектории КА с ЭРДУ возможности временного нештатного выключения двигателя в любой момент любого активного участка траектории.

В настоящей работе при проектировании гелиоцентрической траектории КА с ЭРДУ учитывается возможность однократного выключения двигателя в любой точке любого активного участка траектории. Критерием оптимизации при проектировании траектории рассматривается допустимая продолжительность нештатного выключения двигателя в любой точке любого активного участка. Эта продолжительность максимизируется. А проектируемая траектория выбирается так, чтобы возмущение траектории от нештатного выключения двигателя удалось парировать, выбирая новый закон управления движением КА, при котором удастся решить транспортную задачу с удовлетворением ограничения по допустимому расходу топлива на перелет.

Новые результаты, полученные в диссертационной работе: Сформулирована новая постановка задачи проектирования траектории межпланетного перелета КА с ЭРДУ, анализирующая возможность парирования возмущений, связанных с временным нештатным выключением двигателя в любой точке любого активного участка гелиоцентрической траектории. Предложен подход к проектированию межпланетной траектории КА с ЭРДУ, учитывающий необходимость парирования возмущений, связанных с нештатным временным выключением двигателя. Он основан на введении дополнительных пассивных участков на траектории гелиоцентрического перелета с выбором их характеристик (определяющих их положение и продолжительность). Разработан новый метод оптимизации траектории межпланетного перелета КА с ЭРДУ с учетом необходимости парирования возмущений, связанных с временным нештатным выключением двигателя в любой точке любого активного участка гелиоцентрической траектории.

При этом критерием оптимизации рассматривается допустимая длительность нештатного выключения двигателя в любой точке любого активного участка. Эта длительность максимизируется. Практическая значимость работы заключается в следующем: 1. На основе разработанных математических моделей и численных методов разработан комплекс программно-математического обеспечения для оптимизации межпланетных траекторий КА, оснащенных электроракетными двигательными установками, при использовании гравитационного маневра у Земли. 2. Идея необходимости проектирования траекторий с учетом возможности парирования возмущений, связанных с возможным нештатным выключением двигателя (в частности, введением дополнительных пассивных участков) может найти широкое использования в практике полетов КА с ЭРДУ. 3.

Разработанный метод нахождения номинальной траектории с обеспечением большой допустимой продолжительности нештатног о выключения двигателя в любой точке любого активного участка может быть использован при анализе проектов транспортных маневров КА с ЭРДУ. 4. Имеют практическое значение полученные в работе качественные и количественные результаты анализа выведения КА на гелиоцентрическую орбиту для исследования Солнца с использованием гравитационного маневра у Земли и серии гравитационных маневров у Венеры.

В работе рассмотрена транспортная система на базе ракеты-носителя «Союз 2.1б», химического разгонного блока «Фрегат» и ЭРДУ с двумя параллельно работающими двигателями типа ИТ-22. Показано, что, использование предлагаемых приемов и методов проектирования траектории позволяет обеспечить возможность парирования возмущений, связанных с нештатных временным выключением двигателя в любой точке траектории гелиоцентрического перелета длительность до 7.9 суток, 5.

При анализе проекта полета к Юпитеру с гравитационным маневром у Земли для космической транспортной системы на базе ракеты- носителя «Союз 2.1б», химического разгонного блока «Фрегат» и ЭРДУ с тремя параллельно работающими двигателями типа ЫТ-22, проанализирована возможность парирования возмущений, связанных с временным нештатным выключением двигателя ЭРДУ. Показано, что оптимизация характеристик траектории перелета Земля — Земля дает возможность допустить нештатное выключение двигателя продолжительностью до 2.8 суток.

Достоверность полученных результатов подтверждается: ° использованием строгих математических методов при разработке моделей, описывающих анализируемые траектории КА и оптимальное управление его движением; е использованием апробированных численных методов для решения систем дифференциальных уравнений; ° использованием полного набора необходимых условий оптимальности принципа максимума при оптимизации траектории КА; ° совпадением результатов анализа оптимальных гелиоцентрических траекторий с ЭРДУ, выполненных с помощью разработанных в диссертационной работе методов, с опубликованными результатами других авторов; ° сравнительным анализом результатов оптимизации траектории с учетом нештатного временного выключения двигателя с результатами оптимизации траектории без учета этого выключения.

Основные результаты, полученные в диссертационной работе, опубликованы в семи научных работах, четыре из которых — в журналах, рекомендованных ВАК РФ, Диссертация Нгуен Д.Н. является законченной научно- квалификационной работой, в которой предложена новая постановка задачи проектирования межпланетной траектории КА с ЭРДУ с учетом возможности парирования возмущения, связанных с нештатным временным выключением, и разработан метод решения этой задачи. Таким образом, диссертационная работа Нгуен Д.Н. соответствует критериям, установленным Положением ВАК о порядке присуждения ученых степеней и званий.

Нгуен Д.Н. является квалифицированным специалистом в области проектирования и оптимизации траекторий межпланетных перелетов КА и заслуживает присуждения ему ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.07.09 — «Динамика, баллистика, дистанционное управление движением летательных аппаратов». Научный руководитель: д.т.н., профессор кафедры «Космические системы и ракетостроение» Константинов М.С. Подпись Константинова М.С.

заверяю. Декан Аэрокосмического фа "дь~фт~.~фА$~':: 1-';--:,™:.---:::.. ф Медведский А.Л. .