Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов (2-е изд., 2013) (1246775), страница 72
Текст из файла (страница 72)
Терминальное наведение• возможность повторения «плохих» возмущенных условий полета, что необходимо для доработки алгоритма наведения;• возможность исследования запредельных аварийных ситуаций, которые непредусмотрены для алгоритма наведения.Вместе с тем, математическое моделирование не может заменить другие способы предполетной проверки алгоритма наведения.Полунатурное моделирование реализуется с помощью стенда, который включает реальную БЦВМ с полетным программно-алгоритмическим обеспечениеми универсальную ЭВМ для моделирования движения ЛА и внешних условий.Если универсальная ЭВМ не может обеспечить моделирование в реальномвремени (из-за недостаточного быстродействия), то необходимо прерывать работуБЦВМ на каждом шаге управления (или на каждом шаге стабилизации) длясинхронизации работы обоих компьютеров.
Число таких моделируемых траекторий, как правило, ограничено несколькими сотнями. Обычно рассматриваютсянаборы возмущений, которые при математическом моделировании методом МонтеКарло привели к максимальным ошибкам терминальных параметров движения.Такой полунатурный стенд является простейшим и позволяет тестировать реальноебортовое программно-алгоритмическое обеспечение.Более сложный комплексный стенд для моделирования работы системы управления включает приводы аэродинамических поверхностей и сами поверхности,приводы двигателей орбитального маневрирования и двигателей системы ориентации.
В таком стенде запаздывание исполнения команд управления являетсяреальным, а не моделируемым. Стенд может иметь и другие бортовые системыили их физические модели. Понятно, что этот стенд является достаточно дорогим,в его обслуживании участвуют многие специалисты, поэтому число моделируемыхвозмущенных траекторий в реальном времени обычно ограничено несколькимидесятками (или сотнями).
Преимуществом комплексного стенда является возможность проверки других бортовых систем вместе с системой управления.Визуальная проверка бортового программного обеспечения состоит в прочтениикоманд и их анализе. Обычно визуальная проверка выполняется двумя специалистами параллельно («в две руки»), при этом они не должны быть разработчикамипроверяемой программы. Они восстанавливают исходные формулы и уравненияпо командам, проверяют интерфейсы отдельных подпрограмм, константы и т.
д.При визуальной проверке удается обнаружить такие ошибки, которые невозможнонайти другими способами. Такая проверка является очень трудоемкой и утомительной, она требует высокой квалификации проверяющих. Оба проверяющихсопоставляют полученные результаты шаг за шагом, чтобы исключить возможностьсобственных ошибок. Как правило, полученные результаты оправдывают затратыумственного труда. Как показал опыт визуальной проверки бортовых программ орбитальных кораблей «Спейс шатл» и «Буран», на каждые 1 000 команд приходятся1 ÷ 2 существенные ошибки и 5 ÷ 10 ошибок типа «грязи» программирования.Летные испытания полномасштабных и масштабных моделей ЛА позволяюттестировать алгоритмы наведения и сам ЛА на различных фазах полета.
Например,в проекте орбитального корабля «Буран» были использованы модифицированныеистребители и гражданский самолет Ту-154 с ухудшенными аэродинамическими.Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»Литература к главе 7347характеристиками для моделирования бездвигательной посадки. Полномасштабнаямодель орбитального корабля «Буран» с малыми воздушно-реактивными двигателями для взлета выводилась на высоту 4 ÷ 5 км, после чего совершала посадкусначала с участием пилота, а затем в полностью автоматическом режиме.
Приснижении двигатели работали в режиме малой тяги для имитации бездвигательнойпосадки. Кроме того, были проведены летные испытания масштабных моделейорбитального корабля, которые выводились на орбиту, а затем совершали спускв атмосфере с приводнением в океане. В процессе этих испытаний проверяласьработа теплозащиты орбитального корабля и уточнялись его аэродинамическиехарактеристики.Число летных испытаний зависит от сложности их реализаций и может изменяться от нескольких полетов (орбитальных) до нескольких десятков или дажесотен (отработка посадки).ЛИТЕРАТУРА К ГЛАВЕ 77.1. Охоцимский Д. Е., Голубев Ю.
Ф., Сихарулидзе Ю. Г. Алгоритмы управлениякосмическим аппаратом при входе в атмосферу. — М.: Наука, 1975.7.2. Edinger L. D. The Space Shuttle Ascent Flight Control System // Proceedings ofAIAA Guidance and Control Conf. San Diego, Calif. 1976. P. 225–235.7.3. Кирпищиков В. П. Траектории спуска и посадки орбитального корабля «Буран».
Алгоритмы автоматического управления. Авиационно-космическиесистемы. Сборник статей под ред. Лозино-Лозинского Г. Е. и Братухина А. Г..М.: Издательство МАИ, 1997. С. 46–55.7.4. Harpold J. C., Graves C. A. Shuttle Entry Guidance // The Journal of theAstronautical Sciences. 1979. Vol. 27, No. 3. P. 239–268.7.5. Мостовой Д. Ю., Сихарулидзе Ю.
Г. Способ оперативного контроля движения аэрокосмического аппарата при спуске в атмосфере // Космическиеисследования. 1991. Т. 29, № 2. С. 238–246.7.6. Сихарулидзе Ю. Г., Мостовой Д. Ю., Жуков Б. И. Методы оперативного контроля траектории спуска многоразового аэрокосмического аппарата в атмосфере // Космические исследования. 1994. Т. 32, № 4–5. С. 101–112.7.7. Калужских Ю. Н., Сихарулидзе Ю.
Г. Алгоритм управления спуском корабляспасателя в атмосфере Земли // Космические исследования. 2000. Т. 38, № 3.С. 278–285.7.8. Корчагин А. Н., Косточко П. М., Сихарулидзе Ю. Г. Вычислительная модельвозмущенной атмосферы Земли. Т. 37, № 3, 1999. С. 267–275.7.9. Сихарулидзе Ю. Г., Корчагин А. Н., Жуков Б. И.
Робастный алгоритм управления для маневра в атмосфере Марса с целью выведения космическогоаппарата на орбиту спутника планеты // Космические исследования. 2007.Т. 45, № 4. С. 337–350..Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»Глава 8ДИНАМИКА ВОЗДУШНОГО СТАРТАИдея воздушного старта ракеты-носителя (РН) с использованием самолета-носителя (СН) привлекает внимание разработчиков ракетно-космической техники последние 30 ÷ 40 лет.
Разработка космических транспортных систем с использованиемвоздушного старта проводится в США, России, Украине, Израиле, Китае и другихстранах.Реально это связано с применением существующего транспортного самолета(или бомбардировщика, истребителя) в качестве нулевой ступени (многоразовогостартового ускорителя) космической транспортной системы.В настоящее время реализованы две системы воздушного старта: ASAT и «Пегас» (США). Система ASAT (Anti-SATellite missile) была разработана фирмойVought в рамках Стратегической оборонной инициативы для уничтожения низкоорбитальных спутников (до высот 500 км). Эта система состоит из модифицированного истребителя F-16A (в качестве СН) и двухступенчатой твердотопливной ракетыALMV (Air Launched Miniature Vehicle).
Ракета массой 1.2 т подвешена на пилонепод фюзеляжем СН. Летные испытания системы ASAT состоялись в 1985 г. Ракетабыла запущена на высоте 24 км и перехватила цель на высоте 555 км. В 1988 г. всеработы по системе ASAT были закрыты.Авиационно-ракетная система «Пегас» включает самолет Lockheed L-1011в качестве СН и трехступенчатую твердотопливную ракету «Пегас» в качествеРН. Ракета размещена на пилоне под фюзеляжем самолета и стартует на высоте12 км.
Система способна вывести на круговую орбиту высотой 460 км полезнуюнагрузку массой 270 ÷ 410 кг в зависимости от наклонения орбиты. Система«Пегас» функционирует с 1989 г.В настоящее время в США разрабатывается проект Quick Reach в рамкахперспективной программы Falcon. Двухступенчатая жидкостная РН массой около33 т и длиной 20 м использует в качестве компонентов топлива жидкий кислороди пропан. РН размещена внутри фюзеляжа грузового самолета Boeing C-17 и десантируется из него под действием силы тяжести (при угле тангажа 6◦ ) и стандартноготормозного парашюта диаметром 4.5 м. В процессе десантирования суммарнаяперегрузка на РН составляет 0.2 (0.1 + 0.1).
РН выкатывается по колесномутранспортеру, будучи ориентированной по направлению полета, а затем принимаетпочти вертикальное положение. Затем отделяется парашют и включается двигательпервой ступени. РН способна доставить полезную нагрузку массой 590 кг нанизкую круговую орбиту высотой 185 км и наклонением 28.5◦ .В России разрабатывается современный проект «Воздушный старт» с использованием грузового самолета Ан-124-100 «Руслан» (максимальная грузоподъемность120 т) в качестве СН. Двухступенчатая РН «Полет» с космическим разгонным бло-.Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»8.1.
Схемы полета349ком (КРБ) имеет жидкостные ракетные двигатели на жидком кислороде и керосине.РН с КРБ и полезной нагрузкой размещаются в транспортно-пусковом контейнере(ТПК) в грузовой кабине СН против направления полета. Такая ориентация РНнеобходима, так как она десантируется из ТПК посредством давления газа, подобно«минометному» старту из подводной лодки или из пусковой шахты. Сопло ЖРДможет выдерживать большое давление, в то время как головной обтекатель неможет выдержать такое давление.
РН разворачивается в направлении полетаСН с углом тангажа около 65◦ посредством двух твердотопливных двигателейуправления. Двигатель первой ступени РН включается на безопасном расстоянииот СН. Комплекс «Воздушный старт» обеспечивает выведение полезной нагрузкимассой около 4 т на низкую экваториальную орбиту высотой 200 км и около 0.8 тна геостационарную орбиту.Оба комплекса, Quick Reach и «Воздушный старт», рассматриваются нижеподробно, так как они представляют собой интересные инженерные решения. Кроме того, во всех представленных примерах используются численные параметры,примерно соответствующие комплексу «Воздушный старт».8.1.
СХЕМЫ ПОЛЕТАВместе с традиционным наземным стартом РН для выведения полезной нагрузкина заданную орбиту, в настоящее время используются также морской старт и воздушный старт. Морской старт, в основном, является копией обычного наземногостарта за исключением того, что он может плавать и изменять место запуска РНдля обеспечения оптимальных условий старта. Например, осуществлять запускв экваториальной плоскости для выведения геостационарного спутника.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
