Угловое движение спускаемого аппарата при управлении методом поворота полезной нагрузки

Авторы

Кухаренко А. С.^*, Корянов В. В.^**

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия

*e-mail: kuharenko-as@mail.ru
**e-mail: vkoryanov@bmstu.ru

Аннотация

Проведено исследование углового движения спускаемого аппарата (СА) при управлении им с использованием метода поворота полезной нагрузки. СА оснащен надувным тормозным устройством. Управление движением СА осуществляется за счет смещения центра масс. Для исследования углового движения СА составлена математическая модель, которая учитывает особенности рассматриваемого способа управления. Анализ результатов решения позволил сделать вывод об устойчивости углового движения СА, а также выявить направления дальнейших исследований рассматриваемого способа управления.

Ключевые слова:

надувное тормозное устройство, угловое положение полезной нагрузки, управление смещением центра масс, годограф вектора угловой скорости, зависимости между проекциями угловых скоростей, инерционные свойства спускаемого аппарата, угловое движение спускаемого аппарата

Библиографический список

1. Финченко В.С., Пичхадзе К.М., Ефанов В.В. Надувные элементы в конструкциях космических аппаратов – прорывная технология в ракетно-космической технике. – Химки: НПО им. С.А. Лавочкина, 2019. – 488 с.

2. Краткое описание проекта экспедиции автоматическо- го космического аппарата к Марсу, http://www.iki.rssi.ru/mars96/01_mars.htm

3. Алексеев А.К., Павлов Г.А., Финченко В.С. Аэротермодинамика пенетратора в атмосфере Марса // Космические исследования. 1996. Т. 34. № 1. С. 98–101.

4. Богданов В.П., Козлов И.А., Пичхадзе К.М.,Финченко В.С. Объем и результаты экспериментальной отработки аэродинамики «Пенетратор» изд. «Марс-96» // НПО им. С.А. Лавочкина. Сб. научных трудов. 2000. Выпуск 2. С. 236–239.

5. Акатьев О.Б., Акимов А.И., Богданов В.В. и др. Алгоритм и результаты эксперементальной отработки гибкой теплозащиты для надувного тормозного устройства СА «Пенетратор» КА «Марс-96» // НПО им. С.А. Лавоч кина. Сб. научных трудов. 2000. Выпуск 2. С. 240–243.

6. Финченко В.С., Пичхадзе К.М., Алексашкин С.Н., Острешко Б.А. Трансформируемые аппараты, спускаемые в атмосферах планет // Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2015. № 2(28). С. 4–13.

7. Успенский М.В., Харри А.М., Финченко В.С. и др. Надувной посадочный модуль MetNet доставки научных метеорологических приборов на поверхность Марса // Актуальные вопросы проектирования автоматических космических аппаратов для фундаментальных и прикладных научных исследований: Сборник трудов 2-й научно-технической конференции (4–9 сентября 2017; Анапа, Краснодарский край). Химки: Изд-во НПО им. С. А. Лавочкина, 2015. С. 55–66.

8. Hughes S.J., Dillman R.A., Starr B.R. et al. Inflatable Re-entry Vehicle Experiment (IRVE) Design Overview // 18th AIAA Aerodynamic Decelerator Systems Technology Conference and Seminar (23-26 May 2005; Munich, Germany). DOI: 10.2514/6.2005-1636

9. NASA to Share First Results of Inflatable Heat Shield Technology Test, https://www.nasa.gov/press-release/nasa-to-share-first-results-of-inflatable-heat-shield- technology-test

10. Алексашкин С.Н., Пичхадзе К.М., Финченко В.С. Принципы проектирования спускаемых в атмосферах планет аппаратов с надувными тормозными устройствами // Вестник НПО им. С. А. Лавочкина. 2012. № 2(13). С. 4–11.

11. Казаковцев В.П., Корянов В.В. Метод исследования динамики углового движения космического спускаемого аппарата с надувным тормозным устройством // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012. № 3. С. 39–46.

12. Куркина Е.В., Любимов В.В. Оценка вероятности захвата в резонанс и параметрический анализ при спуске асимметричного космического аппарата в атмосфере // Сибирский журнал индустриальной математики. 2018. Т. 21. № 3(75). С. 74–83. DOI: 10.17377/SIBJIM.2018.21.307

13. Корянов В.В., Кухаренко А.С. Оценка параметров движения спускаемого аппарат с надувным тормозным устройством путем отклонения элементов конструкции // Инженерный журнал: наука и инновации. 2022. № 4(124). DOI: 10.18698/2308-6033-2022-4-2174

14. Корянов В.В. Динамика движения спускаемых аппаратов в атмосфере планеты: Учебное пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2021. – 108 с.

15. Дмитриевский А.А., Казаковцев В.П., Устинов В.Ф. и др. Движение ракет: (Введение в теорию полета ракет). – М.: Воениздат, 1968. – 464 с.

16. Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов. – 4-е изд., электрон. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2020. – 410 с.

17. Челноков Ю.Н. Кватернионные и бикватернионные модели и методы механики твердого тела и их приложения. Геометрия и кинематика движения. – М.: Физматлит. – 512 с.

18. Лашин В.С. Метод оценки параметров асимметрии при проектировании спускаемого космического аппарата // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. № 1. С. 100–107. DOI: 10.34759/vst-2020-1-100-107

19. Бакри И. Приближенно-оптимальный дискретный закон управления спуском космического аппарата с асимметрией в атмосфере Марса // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 2. С. 179–188. DOI: 10.34759/vst-2022-2-179-188

20. Дронг В.И., Дубинин В.В., Ильин М.М. и др. Курс теоретической механики: Учебник для вузов. – 5-е изд., испр. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. – 580 с.