Компланарная многовитковая встреча на околокруговой орбите с помощью двигателей малой тяги

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Описан алгоритм, позволяющий рассчитать параметры маневров, исполняемых на нескольких витках двигателем малой тяги, обеспечивающих перелет активного космического аппарата в заданную окрестность целевого космического объекта. Движение происходит в окрестности круговой орбиты. При решении задачи используются линеаризованные уравнения движения. Влияние нецентральности гравитационного поля и атмосферы не учитываются. Определение параметров маневров происходит в три этапа. На первом и третьем этапах параметры импульсного перехода и перехода, выполняемого двигателем малой тяги, определяются аналитически. На втором этапе распределение маневрирования между витками, обеспечивающее решение задачи встречи, осуществляется перебором по одной переменной. Данный метод решения задачи прост и гарантирует высокую надежность определения параметров маневров, что позволяет использовать его на борту космического аппарата. Исследуется зависимость суммарной характеристической скорости решения задачи встречи от числа витков перелета и величины тяги двигателя.

Об авторах

Андрей Анатольевич Баранов

Институт прикладной математики имени М.В. Келдыша РАН

Email: andrey_baranov@list.ru
ORCID iD: 0000-0003-1823-9354

кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник

Российская Федерация, 125047, Москва, Миусская пл., д. 4

Адильсон Педро Оливио

Российский университет дружбы народов

Автор, ответственный за переписку.
Email: pedrokekule@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5632-3747

аспирант, департамент механики и процессов управления, Инженерная академия

Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, д. 6

Список литературы

  1. Prussing J.E. Optimal twoand three-impulse fixed-time rendezvous in the vicinity of a circular orbit // AIAA Journal. 1970. Vol. 8. Issue 7. Pp. 46–56. https://doi.org/10.2514/3.5876
  2. Marec J.P. Optimal space trajectories // Studies in Astronautics. Amsterdam, Oxford, New York: Elsevier Sci. Pub. Co., 1979. Vol. 1. 329 p.
  3. Булынин Ю.Л. Баллистическое обеспечение управления орбитальным движением геостационарных КА на различных этапах эксплуатации // 13 Международная научная конференция «Системный анализ, управление и навигация»: тезисы докладов. Крым, Евпатория, 2008. С. 73–74.
  4. Рылов Ю.П. Управление космическим аппаратом, входящим в спутниковую систему при помощи электроракетных двигателей // Космические исследования. 1985. Т. 23. № 5. C. 691–700.
  5. Кулаков А.Ю. Модель и алгоритмы реконфигурации системы управления движением космического аппарата: дис. … канд. техн. наук. СПб., 2017. 156 с.
  6. Baranov A.A. Algorithm for calculating the parameters of four-impulse transitions between close almost-circular orbits // Cosmic Research. 1986. Vol. 24. Issue 3. Pp. 324–327.
  7. Лидов М.Л. Математическая аналогия между некоторыми оптимальными задачами коррекции траекторий и выбора состава измерений и алгоритмы их решения // Космические исследования. 1971. Т. 9. № 5. С. 687–706.
  8. Гаврилов В.П., Обухов Е.В. Задача коррекции с ограничением на число импульсов // Космические исследования. 1980;18(2):163–172.
  9. Лайон П.М., Хенделсмен М. Базис-вектор для импульсных траекторий с заданным временем перелета // Ракетная техника и космонавтика. 1968;6(1):153–160.
  10. Ежевски Д.Дж., Розендаал Х.Л. Эффективный метод расчета оптимальных N-импульсных траекторий полета в космическом пространстве // Ракетная техника и космонавтика. 1968. Т. 6. № 11. С. 138–145.
  11. Baranov A.A. Geometric solution of the problem of a rendezvous on close nearly circular coplanar orbits // Cosmic Research. 1989. Vol. 27. Issue 6. Pp. 689–697.
  12. Baranov A.A., Roldugin D.S. Six-impulse maneuvers for rendezvous of spacecraft in near-circular noncoplanar orbits // Cosmic Research. 2012. Vol. 50. Issue 6. Pp. 441–448.
  13. Edelbaum T.N. Minimum impulse transfer in the vicinity of a circular orbit // Journal of the Astronautical Sciences. 1967. Vol. XIV. Issue 2. Pp. 66–73.
  14. Лебедев В.Н. Расчет движения космического аппарата с малой тягой. М.: ВЦ АН СССР, 1968. 108 с.
  15. Гродзовский Г.Л., Иванов Ю.Н., Токарев В.В. Механика космического полета с малой тягой. М.: Наука, 1966. 678 с.
  16. Петухов В.Г. Метод продолжения для оптимизации межпланетных траекторий с малой тягой // Космические исследования. 2012. Т. 50. № 3. С. 258–270.
  17. Petukhov V.G., Olívio A.P. Optimization of the finite-thrust trajectory in the vicinity of a circular orbit // Advances in the Astronautical Sciences. 2021. Vol. 174. Pp. 5–15.
  18. Баранов А.А. Маневрирование в окрестности круговой орбиты. М.: Спутник+, 2016. 512 с.
  19. Баранов А.А. Разработка методов расчета параметров маневров космических аппаратов в окрестностях круговой орбиты: дис. … д-р физ.-мат. наук. М., 2019. 304 с. URL: http://library.keldysh.ru/diss.asp?id=2019-baranov (дата обращения: 12.08.2022).
  20. Улыбышев Ю.П. Оптимизация межорбитальных перелетов с малой тягой при ограничениях // Космические исследования. 2012. Т. 50. № 5. С. 403–418.
  21. Clohessy W.H., Wiltshire R.S. Terminal guidance system for satellite rendezvous // Journal of the Aerospace Sciences. 1960. Vol. 27. Issue 9. Pp. 653–678. https://doi.org/10.2514/8.8704
  22. Hill G.W. Researches in lunar theory // American Journal of Mathematics. 1878. Vol. 1. Pp. 5–26.
  23. Эльясберг П.Е. Введение в теорию полета искусственных спутников Земли. М.: Наука, 1965. 540 с.
  24. Баранов А.А., Прадо А.Ф.Б., Разумный В.Ю., Баранов А.А. Оптимальные переходы с малой тягой между близкими околокруговыми компланарными орбитами // Космические исследования. 2011. Т. 49. № 3. С. 278–288.

© Баранов А.А., Оливио А.П., 2022

Ссылка на описание лицензии: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/legalcode

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах