Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов (3-е изд., 2015) (1246992), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Когда остается топлива на 20 с полета, подается новыйсигнал. Если в этот момент космонавты не уверены, что в ближайшие 20 с смогутсовершить посадку, они должны от нее отказаться. Тогда двигатель посадочнойступени выводится на полную тягу и за 6 с работы поднимает ЛЭО на безопаснуювысоту. Здесь посадочная ступень отделяется, и включается двигатель взлетнойступени, обеспечивающий ее аварийное возвращение к основному блоку.Заметим, что дросселирование тяги двигателя в процессе посадки ЛЭО являетсянекоторым отступлением от оптимального по расходу топлива режима работы,однако позволяет уменьшить перегрузку и добиться плавного гашения скоростиснижения.
Благодаря этому повышаются точность и надежность управления натраектории спуска.292Глава 6. Вход в атмосферу и посадкаЛИТЕРАТУРА К ГЛАВЕ 66.1. Страницы советской космонавтики. — М.: Машиностроение, 1975.6.2. Охоцимский Д. Е., Сихарулидзе Ю. Г. Основы механики космического полета. — М.: Наука, 1990.6.3.
Сихарулидзе Ю. Г. Оптимальное импульсное торможение при входе в атмосферу // Космические исследования. 1970. Т. 8, № 2. С. 201–205.6.4. Ярошевский В. А. Движение неуправляемого тела в атмосфере. — М.: Машиностроение, 1978.6.5. Алексеев К. Б., Бебенин Г. Г., Ярошевский В. А. Маневрирование космическихаппаратов. — М.: Машиностроение, 1970.6.6. Loh W. H.
Dynamics and Thermodynamics of Planetary Entry. Prentice-Hall,1963.6.7. Иванов Н. М., Лысенко Л. Н. Баллистика и навигация космических аппаратов. — М.: Дрофа, 2004.6.8. Sikharulidze Yu. G., Korchagin A. N., Moraes P. Jr. Analysis of Accuracy atBallistic Reentry in the Earth Atmosphere. RBCM // Journal of the BrazilianSociety of Mechanical Sciences. 1999. Vol. 21.
P. 523–533.6.9. Сихарулидзе Ю. Г., Корчагин А. Н. Анализ точности баллистического спускас околоземной круговой орбиты // Космические исследования. 2002. Т. 40,№ 1. С. 75–87.6.10. Paddack S. C. The Gemini Reentry Guidance and Control System // JointAutomatic Control Conference. Seattle, 1966.6.11. Shapland D.
J., Munroe W. F. A Comparative Design Analysis of ThreeConfigurational Families for Manned Earth Entry at Hyperbolic Speeds // Journalof Spacecraft and Rockets. 1967. Vol. 4, No. 6. P. 732–739.6.12. Глазков А. Г., Ибрагимов К. З., Климин А. В., Трунов Ю. В., Хазан М. А., Хитрик М. С., Ярошевский В. А. Управление космическим аппаратом при входев атмосферу // Космические исследования.
1969. Т. 7, № 2. С. 163–170.6.13. Охоцимский Д. Е., Голубев Ю. Ф., Сихарулидзе Ю. Г. Алгоритмы управлениякосмическим аппаратом при входе в атмосферу. — М.: Наука, 1975.6.14. Groves C. A., Harpold J. C. Reentry Targeting Philosophy and Flight Results fromApollo 10 and 11 // AIAA Paper.
No. 28. 1970.6.15. Martin D. T., Sievers R. F., O’Brien R. M., Rice A. F. Saturn V Guidance,Navigation and Targeting // Journal of Spacecraft and Rockets. 1967, Vol. 4,No. 7. P. 891–898.6.16. Martin F. H., Battin R. H. Computer-Controlled Steering of the ApolloSpacecraft // Journal of Spacecraft and Rockets. 1968. Vol. 5, No. 4. P. 400–407.6.17.
Morth R. Reentry Guidance for Apollo. — 2-nd IFAC Symposium on AutomaticControl in Space. 1967. Preprint.6.18. Шкадов Л. М., Буханова Р. С., Илларионов В. Ф., Плохих В. П. Механика оптимального пространственного движения летательных аппаратов в атмосфере. — М.: Машиностроение, 1972.6.19. Sullivan H.
C. Selected Optimal Shuttle Entry Computations // AIAA Paper.No. 74–818. 1974.Литература к главе 62936.20. Metzler R. A., Powes W. F. Optimization Techniques Applied to Space ShuttleExplicit Re-entry Guidance Law Design // The Journal of the AstronauticalSciences. 1978. Vol. 26, No. 1. P. 47–68.6.21. Мороз В. И.
Физика планет. — M.: Наука, 1967.6.22. Иванов Н. М., Мартынов А. И. Управление движением космического аппарата в атмосфере Марса. — M.: Наука, 1977.6.23. Соколов С. С., Фокин В. Г. и др. Функционирование спускаемого аппаратаАМС «Марс-6» в атмосфере Марса // Космические исследования. 1975. Т. 13,№ 1. С. 9–15.6.24. Иванов Н.
М., Белых В. Д., Мартынов А. И. Алгоритмы управления спускомКА в заданную область Марса // Космические исследования. 1978. Т. 16,№ 2. С. 198–207.6.25. Розоноэр Л. И. Принцип максимума Л. С. Понтрягина в теории оптимальныхсистем. I, II // Автоматика и телемеханика. 1959. Т. 20, № 10. С. 1320–1334;№ 11. С. 1441–1458; № 12. С. 1561–1578.6.26. Wilson M. «One small step for man.
. .» // Flight International. 1969. Vol. 96,No. 3150. P. 111–115, 150, 152.Глава 7ТЕРМИНАЛЬНОЕ НАВЕДЕНИЕОсновной принцип прежних аналоговых систем управления состоял в «удерживании» ЛА в окрестности номинальной траектории, внутри так называемой«трубки» возмущенных траекторий (рис. 7.1 а). Этим удавалось гарантировать выполнение конечных (терминальных) условий движения с приемлемой точностью.Рис. 7.1. Схемы траекторий спуска в атмосфере: а) с отслеживанием номинальной траектории, б) с терминальным управлением7.1.
Концепция терминального наведения295В настоящее время применение бортовой цифровой вычислительной машины(БЦВМ) с большими логическими и вычислительными возможностями позволяетреализовывать более эффективные и рациональные алгоритмы наведения. Например, когда необходимо обеспечить заданные терминальные условия движения, более подходящими оказываются «попадающие» или «гибкие» траектории, которыепозволяют выполнить заданные требования в конце траектории без возвращенияЛА на номинальную траекторию. Действительно, если ЛА отклонился от номинальной траектории под действием возмущений, но полученная новая траекторияобеспечивает выполнение терминальных условий, то можно «оставить» ЛА наэтой траектории.
Если возмущенная траектория не позволяет выполнить требуемыетерминальные условия, то очень часто оказывается целесообразнее выведение ЛАна ближайшую попадающую траекторию, чем возвращение его на номинальнуютраекторию (рис. 7.1 б). Такая гибкость наведения, безусловно, повышает требования к системе управления, так как необходимо сначала решить навигационнуюзадачу по определению вектора состояния ЛА (включая координаты, компонентыскорости и угловую ориентацию), а затем выбрать параметры алгоритма наведения,которые обеспечивают выполнение требуемых терминальных условий. Для этогонеобходим прогноз остающейся части траектории и решение двухточечной краевойзадачи.Современные компактные и высокоэффективные системы управления с БЦВМ,гиростабилизированной платформой с акселерометрами и радаром для наведенияна конечном участке траектории обеспечивают качественно новые возможностиЛА. Так, в пп.
3.4.2 и 3.4.3 обсуждались новые возможности маневрирующихбоеголовок. Другим примером являются крылатые ракеты, которые развиваютсясо времен второй мировой войны. Орбитальные корабли «Спейс шатл» и «Буран»реализовали высокоточную посадку самолетного типа на аэродром и т. д.7.1. КОНЦЕПЦИЯ ТЕРМИНАЛЬНОГО НАВЕДЕНИЯСовременные бортовые компьютеры позволяют реализовать алгоритмы наведения,которые используют априорную информацию вместе с текущей информацией,получаемой на борту или посредством наземного слежения. В процессе развитияалгоритмов наведения к ним предъявляются определенные требования.
Совершенство алгоритма зависит от степени удовлетворения этим требованиям. Обычнорассматривается следующая совокупность требований.Точность наведения. Реализовавшуюся область терминальных параметров движения при данном способе наведения и действии возмущений называют областьюприведения. Чем ближе указанная область к заданным терминальным условиям,тем выше точность наведения и совершеннее алгоритм.Допустимый разброс начальных условий — это множество отклонений начальных параметров траектории и характеристик ЛА, в пределах которого алгоритмобеспечивает требуемую точность удовлетворения терминальных условий.Гибкость наведения определяется возможностью оперативной перенастройкиалгоритма наведения при изменении терминальных условий.
Желательно, чтобытакая перенастройка была реализуема даже в процессе полета.296Глава 7. Терминальное наведениеЗаданные ограничения на параметры движения (например, по перегрузке,температуре на поверхности конструкции и др.) должны учитываться алгоритмомнаведения.Качество процесса регулирования связано с простотой реализации формируемой алгоритмом командной управляющей функции и малыми затратами энергетикиЛА на ее реализацию.
Для этого командная управляющая функция должна бытьдостаточно гладкой.Экономность алгоритма наведения. Следует стремиться к тому, чтобы алгоритм наведения предъявлял минимальные требования к объему памяти БЦВМ и еебыстродействию.Одним из перспективных направлений развития является разработка многошаговых адаптивных алгоритмов терминального наведения. Основные принципытаких алгоритмов обсуждаются ниже.При построении многошаговых алгоритмов время полета разбивается на интервалы (шаги) постоянной или переменной длительности такие, чтобы все расчетыпо выбору параметров наведения для остающейся траектории укладывались в пределах одного шага.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
