4. Методы наведения и СУ сближением и причаливанием космических аппаратов (1245722)
Текст из файла
МЕТОДЫ НАВЕДЕНИЯ И СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СБЛИЖЕНИЕМИ ПРИЧАЛИВАНИЕМ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВСодержание лекций:1. Основные понятия и определения2. Методы наведения при сближении3. Дальнее наведение3.1. Основные определения3.2. Уравнение относительного движения3.3. Методы ближнего наведения при сближении4. Основные особенности и назначение режима сближениятранспортного корабля с орбитальным комплексом5.
Принцип управления ТК в режиме сближения5.1. Наведение по методу свободных траекторий5.2. Наведение по линии визирования6. Принцип построения СУД ТК в режиме сближения6.1. Системы координат, реализуемые в СУД ТК в режиме сближения6.2. Модели движения сближающихся объектов, реализуемые в СУД ТК6.3.
Организация управления ТК в режиме сближения6.4. Структурная схема СУД ТК в режиме сближения6.5. Математическое обеспечение режима сближения6.6. Организация режима сближения7. Организация режима сближения в автоматическом режиме7.1. Уставки сближения7.2. Циклограмма режима сближенияСокращения:АК - активный корабльБДУС - блок датчиков угловых скоростейБИНС - бесплатформенная инерциальная навигационная системаБРВИ - блок ручного ввода- вывода информацииБУ - ближний участок сближенияБСА - блок струнных акселерометровБЦВК - бортовой цифровой вычислительный комплексВКУ - видеоконтрольное устройствоВСК - визир специальный космонавтаГК - главная командаГСО - готовность системы ориентацииГЦ - гибкий циклДУ - дальний участок сближенияДЗУ - долговременное запоминающее устройствоДК - дискретный контурДПО - двигатели причаливания и ориентацииЖЦ - жесткий циклЗРП - запрет работы по признакамИКВ - инфракрасная вертикальИН - инструкцияИРВИ - индикатор ручного ввода-вывода информацииИСК - инерциальная система координатИСКТ - инерциальная система координат текущаяКА - космический аппаратКДУ - комбинированная двигательная установкаКРЛ - командная радиолинияКСП - командно-сигнальное полеЛСК - лучевая система координатОВК - особо важные командыОЗУ - оперативное запоминающее устройствоОСК - орбитальная система координатОК - орбитальный комплексПК - пульт космонавтаПРВИ - пульт ручного ввода-вывода информацииРОДК - ручная ориентация дискретного контураРРП - разрешение работы по признакамРУД - ручка управления движениемРУО - ручка управления ориентациейСА - спускаемый аппаратСДК - сигнализатор давления в камереСКД - сближающе-корректирующий двигательСУБК - система управления бортовым комплексомСУД - система управления движениемТА - текущая аварияТК - транспортный корабльТП - текущее положениеТСЭ - табло сигнальное, электролюминесцентноеЦМ - центр масс1.
Основные понятия и определенияОдной из наиболее актуальных проблем развития техники орбитальныхполетов при освоении космического пространства является проблема проведения сближения и стыковки двух космических аппаратов на орбите.Необходимость в осуществлении сближения на орбите может возникнутьпри выполнении таких сложных задач как:- сборка орбитальных космических станций и комплексов на орбитахЗемли, Луны;- осуществление регулярного сообщения между Землей и орбитальнымикомплексами с помощью транспортных и грузовых КА;- возвращение экипажей с поверхности планеты на КА, находящийся наорбите искусственного спутника;- оказание помощи КА, потерпевшим аварию;- сближение с КА с целью его инспекции или ремонта и т.д.В связи с этим возникает потребность в проектировании автономных бортовых систем управления сближением КА, способных решать следующие задачи:- определять и прогнозировать параметры движения одного аппарата относительно другого;- осуществлять наведение по определенному заданному методу;- производить необходимую ориентацию и стабилизацию КА во времяманевра сближения;- обеспечивать ориентированный подход на этапе причаливания;- автоматическую стыковку и сборку.Рассмотрим основную терминологию и определения для описания операции встречи, которые наиболее распространены в отечественной и зарубежнойлитературе по данному вопросу.Под операцией встречи в самом общем случае понимается выведениедвух или более объектов в некоторую относительно малую область космического пространства, сближение объектов и осуществление между ними физического контакта или конструктивного соединения, т.е.
стыковки.В частных случаях в операцию встречи некоторые из указанных элементов могут не входить. Например, один из встречающихся объектов к моментуначала операции может уже находиться на орбите. В других случаях соединение объектов не является необходимым или возможным и тогда после сближения объекты будут двигаться на некотором расстоянии друг от друга, т.е.
совершать групповой полет.В операции встречи принимают участие по меньшей мере два объекта.Один из них при выполнении операции встречи обычно не маневрирует, хотяне исключена и такая ситуация, когда маневрируют оба космических аппарата.Этот пассивный (не маневрирующий) объект удобно называть целью. Активный объект - маневрирующий КА, на который возлагается большая часть дей-ствий по обеспечению встречи (если не целиком вся операция) - будет называтьперехватчиком, независимо от характера поставленной перед ним задачи.Перехватчики и цели классифицируются по соответствующим признакамна следующие группы.Цели подразделяются на “свои”, или известные, если имеется необходимая информация об их устройстве и характеристиках, и “чужие”, или не известные, если такая информация полностью или частично отсутствует.“Свои” цели подразделяются на сотрудничающие (снабженные какимилибо устройствами, облегчающими для перехватчика процессы ближнего наведения и стыковки, например, радиоответчиком, оптическими отражателями ит.п.) и несотрудничающие (не снабженные оборудование для участия во встрече).
К последнему типу могут также относиться цели, которые являются сотрудничающими по своему назначению, но по каким-либо причинам не функционирующими (например, из-за отказа отдельных систем).Как “свои” (сотрудничающие или несотрудничающие), так и “чужие” цели могут иметь фиксированную ориентацию или вращаться - от этого в большой степени зависит метод стыковки.В зависимости от скорости вращения цели можно разделить на быстровращающиеся и медленно вращающиеся.“Чужие” цели могут быть активными (когда они имеют возможностьпрепятствовать стыковке с перехватчиком) или пассивными (когда они не имеют такой возможности).КА - перехватчики подразделяют на возвращаемые и невозвращаемые наЗемлю.
Помимо этой классификации, перехватчики можно подразделять на пилотируемые и беспилотные.В общем случае операция встречи вне зависимости от поставленной задачи состоит из следующих этапов (в некоторых случаях отдельные этапы могутотсутствовать):1.
Подготовка операции встречи.2. Старта и выведение цели на орбиту.3. Старт и выведение перехватчика в зону встречи.4. Поиск и захват цели.5. Сближение.6. Причаливание.7. Стыковка.Этап подготовки операции встречи заключается в составлении программы операции и организации управления операцией в соответствии с этой программой. Кроме того, на этом этапе делается выбор (если цель “своя”) илиопределение (если цель “чужая”) орбиты цели и синтез траекторий перехватчика, обеспечивающих вывод его в зону цели.Старт и выведение цели на орбиту производятся не во всех операцияхвстречи.
Если цель уже находится на орбите, то перед запуском перехватчикаопределяют и прогнозируют орбиту цели. В случае, если цель “своя”, то ее орбиту выбирают по-возможности так, чтобы обеспечить осуществление встречи,а после вывода определяют фактические параметры орбиты, сравнивают с но-минальными и при необходимости проводят коррекцию. Возможен также обратный порядок запуска участвующих во встрече КА: сначала на расчетнуюорбиту выводится перехватчика, а затем в зону предполагаемой встречи - цель.На этапе старта и выведения перехватчика в зону встречи управлениедвижением ц.м. перехватчика, обеспечивающее вывод его в зону расчетнойточки встречи, осуществляется системой дальнего наведения.
Поскольку этасистема обычно не обладает достаточной точностью, чтобы обеспечить перехватчику требуемые конечные условия встречи (близкие к нулю дальность искорость относительно цели), то предусматривается промежуточный участоксближения, в конце которого перехватчик выводится на малое расстояние отцели с небольшой относительной скоростью при помощи системы ближнегонаведения, получающей информацию от бортовых измерительных средств оботносительном движении перехватчика и цели.Этап поиска и захвата цели может осуществляться космонавтом или автоматически бортовыми средствами перехватчика. В случае использования радиолокационных координаторов цели при отсутствии помех и ложных целейэтот процесс начинается с обнаружения цели как источника отраженных илисобственных радиосигналов.
Если же цель закрыта радиолокационными помехами, окружена ложными целями или координатор цели представляет собойоптическое устройство, то цель необходимо селектировать (выделять) на фонепомех, ложных целей или на фоне звезд. После обнаружения или селекции цель“захватывается” координатором цели.Этап сближения начинается с того момента, когда космонавт или бортовой координатор надежно “захватывает” цель, и заканчивается, когда расстояние между аппаратами и относительная скорость позволяют перейти к маневруокончательного сближения аппаратов.На этапе причаливания перехватчик и цель сближаются с малой относительной скоростью, выдерживая взаимную ориентацию своих осей в заданныхпределах.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
