Ильин В.А., Кузмак Г.Е. Оптимальные перелеты космических аппаратов (1976) (1246628), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Рассмотрены особенности, возчпшпощпе в условиях оптимальности пря использовании метода сфор влняппя. Исчсрпывшощип образом рсшспа ~влача об оптвмальпых импульсных перелетах между копплапар"ь'ми ороитамп со свободной взаимной оришпацпсй и свободным временем перелета прн наличии ограничений па мяиимальное п максимальное расстояния КА до плапоты. пгедпслозпп Вопросы оптимизации параметров и траекторий аппаратов с двигателями большой тяги рассмотрены в монографии Г. Л. Гродзовского, Ю. Н.
Иванова, В. В. Токарева [2]. Для этой книги С. В. Дубовским [2] написана глава, посвященная оптимизации импульсных перелетов на основе вариационного подхода. Здесь приведены необходимые условия оптимальности и дано аналитическое решение ряда интересных задач оптимизации импульсных перелетов. Обзоры задач астродипамнки, методов их решения н полученных результатов на различных этапах развития астродинамики даны в работах Е. А. Гребеннкова [1], Г. Л. Гродзовского, Д. Е. Охоцимского, В. В.
Белецкого, Ю. Н. Иванова, А. И. Курья- нова, А. К. Платонова, В. А. Сарычева, В. В. Токарева, В. А. Ярошевского [1], Г. Н. Дубошнна, Д. Е. Охоцнмского [1], Г. Н. Дубошина [3], Мекеля [1], Рнчардса [1]. Обстоятельный обзор одного из важных разделов механики полета КА большои тяги — импульсных траекторий — дан Гобецем и Доллом [1].
Однако указанные выше книги не исчерпывают всех вопросов, с которыми приходится сталкиваться инженерам и научным работникам при решении задач механики полета современных КА, в частности вопросов, возникающих при решении задач синтеза и оптимизации траекторий большой тяги. В настоящее время отсутствуют обобщагощие работы, где с достаточной полнотой были бы излоя<ены эффективные приближенные методы решения этих задач, позволяющие как проводить подробные параметрические исследования, так п вгяяснять основные свойства оптимальных траекторий.
В указанных выше книгах, за исключением монографии В. В. Ивашкина [4] п работы С. В. Дубовского [2], не рассматривазотся полученные за последнее время важные результа.— ты в области методов оптимлзацпн импульсных траекторий аппаратов большей тягл на основе строгого подхода в рамках современной теории оптпмальпого управления.
В настоящей книге изложепы эффективные приближенные методы синтеза и оптимизации траекторий КА большой тяги вместо с решениями ряда конкретных задач. В ней систематизированы и обобщены результаты выполненных за последние годзя исследований в этой области, значительная часть которых была доступна читателю только в виде журнальных публикаций. В книге рассматриваются четыре группы вопросов: 1. Общая теория оптимизации импульсных перелетов и методы решения задач оптимизации траекторий с короткими активныъш участками (главы 1 — Ч). 2. Линеаризованная и нелинейная теории оптимального маневрирования КА в тонких слоях ньютоновского гравитационного поля (главы Ч1 — ГХ).
пгеднсловив З, Задачи синтеза перелетов в системе Земля — Луна: облет Луны, перелеты орбита ИСЗ вЂ” орбита ИСЛ, Лупа — Земля (гла. вы Х, Х1). 4. Задачи оптимизации перелетов Земля — планета — Земля с выходом на орбиты ИС планет, в том числе с торможением в атмосфере (главы Х, ХП). Решения всех задач доведены до конкретных результатов и представлены в форме, удобной для практического использования, Приведены результаты подробных параметрпческих исследований оптимальных траекторий. Все рассмотренные в кппго методы и алгоритмы решения задач были опробованы на практике и отражают реальный опыт их использования. Главы 1 — У, Х вЂ” Х11, Введение и Приложение написаны В, А, Ильиным, главы У1 — 1Х написаны Г. Е.
Кузмаком. Круг задач,с которыми приходится сталкиваться специалистуастродинамику в практической работе, достаточно велик и постоянно расширяется с развитием ракетио-космической техники. В этих условиях, особенно при наличии мощных ЭЦВМ, первостепенное значение приобретают общие подходы и методы, позволяющие наметить аффективные способы решения конкретных практических задач. Поэтому в книге значительное внимание уделяется теоретическим и методическим вопросам.
Рассматриваемые в книге задачи синтеза и оптимизации траекторий КА являются одними из наиболее сложных в этой области, имеют вая'- ное практическое значение и иллюстрируют эффективность разработанных методов решения. В книге используется, как правило, традиционная и общепринятая терминология астродинамнкп, небесной механики и теории оптимального управления. Отметим, в частности, важное обстоятельство. Под сферой влияния планеты понимается граница сферической окрестности планеты, в пределах которой гравитационное поле планеты является доминирующим по сравнению с гравитационными полями Солнца и других планет (см. раздел 1.1.4, а также К. Б. Алексеев, Г. Г.
Бебенин, В. А. Ярошевский [1], Бэттин [2), М Ф. Субботин [1), Эрике [51), а не сама зта окрестность см. В. А. Егоров [1), Ц. В.'Соловьев, Е. В. Тарасов [1), Г. А. Чеботарев [2), Эрике [8) ). Книга рассчитана на научных работников и инженеров, занимающихся вопросами механики полета и проектирования КА. Она будет полезна студентам старших курсов и аспирантам, а также специалистам, интересующимся приложениями теории оптимальногоуправления.
у читателя предполагается знание основ теории оптимального управления и соответствующих разделов высшей математики и механики. Авторы считают своим приятным долгом выразить глубокую прианательпость А. А. Дородницыну, по инициативе и при под- ш кдисловик держке которого ими были начаты исследования в области астродинамики, Г.
С. Бюшгснсу за постоянное внимание к работе. Авторы пользуются случаем выразить свою призиателыюсть Р. Ф. Апиазову, А. Д. Гончарову, Г. 'Т. Гродзовскому, С. В. Дубовскому, 3. НТ. Жафярову, В С. Илышу, О. С. Карпову, Л. И. Курьянову, В. Л. Модестову, М. К. Рождсствсискому, Н. В. Толяронко, Л. ТТ. РВатровскому., Л. М. Шкадову зл обсуждсиллс постановок и результатов исследования отдельиых задач. Результаты исследований авторов ие.,диократио докладывались па семинарах по мсхашн;е космического полета, руководимых Д.
Е. Охоцимским„Т. М. Эиеевым, В. В. Белецким, В. А, Егоровыи и М. Л. Лидовым. Лвторы благочарят руководителей и участников этих семинаров за полезное и стимулирующее обсуждение затронутых в кинге вопросов. Лвторы весьма благодарны рецензенту книги В. Г. Дсмниуза сделанные им предложения н замечания. Авторы выражают свою нскреиплою признательность В. В. Балашову, А. 3.
Брауде, В. И. Дсмешкипой и Н. Л. ТЛстомпну за неизменную поддержку проведенных исслсдоваллий. Г. И. Арбековой, К. Г. Бабич, Н. М. Ивановой и Т. П. Левиной за большую помощь в оформлении результатов расчотов. В. Л. Бобцову за помощь на заключительном этапе работы над рукописью. А вторы 28 февраля 1974 г., когда работа над рукописью книги в осповном была закончена, трагически, на 45-м году оборвалась яли.лиь Георгия Евсеевича Кузмака.
1Таделсииый талантом, ясным и глубоким умом, обладая большим трудолюбием, Георгий Евссевллч в совсрлиенствс владел исконным делом мастеровых Науки: умением находить и решать трудиыс задачи и получать новы< результаты. Отлллчллтсльиой ого чсртой было стремлеиие к успеху и готовность отдать все силы для его достижения. Именно редкий сплав зтих качеств лежит в основе впечатляющих результатов его двадцатилетней работы: более 50 статей, две монографии, в 32 года — .доктор технических паук и лауреат премии им. Н. Е, Жуковского.
Георгий Евсеевич был жизнерадостным и мужественным человеком, известным яхтсменом, мастером спорта СССР. Жизпь пе раз подвергала его суровым испытаниям, и ллалллдыйл раз ои достойио выхсдллл из иих. Незаурядиыс челогсческие качества. оитлылллззл, обаянле и сллромпость сиискалп 1'соргшо Евсесвичу злллиббовь его ~друзей.
признательное уважение коллог. Время усиливает этн чувства. Март 1076 г. В. Ильин ВВЕДЕНИЕ Развитие ракетно-космическойтсхпикн и осуществление полетов автоматичоских и пилотируемых КЛ привели в 50-х — 60-х годах к сформированию попого раздела механики — механики космического полета, плп астродинамики. В настоящее время в механикс космического полета (в той ее части, которая изучает движение центра масс КА, использующего тягу двигателей) сложились два основных направления: 1) механика полета КА с двигателями большой тяги, 2) механика полета КА с двигателями малой тяги. В первом направлении рассматривают механику полета КА в основном с химическими и ядерными ЖРД. Характерной особенностью полета таких аппаратов является, как правило, малая продолжительность активных участков по сравнению с полной продолжительностью полета.
Во втором направлении рассматривают механику полета КЛ в основном с электрическими реактивными двпгателямп (ЗРД). Характерной особенностью этих двигателей является малая величина ускорокия, сообгцаомого аппарату прп двнжспни в окрестности планеты, по сравнению с местным гравитационным ускорением. В результате оказывается, что полет КА с двигателем малой тяги (при необходимости осуществления маяевра) на значительной части траектории происходит с работающим двигателем, а нужное изме ение параметров траектории аппарата происходит за промежутки времени, сравнимые с общей продолясительностью полета.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
