Сквозная оптимизация траекторий выведения полезного груза на геостационарную орбиту с применением энергетических возможностей разгонного блока и собственной двигательной установки космического аппарата
Авторы: Кирилюк Е.В.
Опубликовано в выпуске: #2(122)/2022
DOI: 10.18698/2308-6033-2022-2-2155
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Рассмотрен подход к проведению сквозной численной оптимизации траектории перелета многоступенчатого орбитального блока на основе принципа максимума. Результаты практического применения данного подхода представлены на частном примере некомпланарного перелета между низкой опорной и геостационарной орбитами орбитального блока, включающего разгонный блок «Бриз-М» и космический аппарат, спроектированный на базе спутниковой платформы SS/L 1300. Получены четыре семейства экстремалей задачи, соответствующие «прямому» выведению и выведению «с забросом» космического аппарата за высоту геостационарной орбиты (биэллиптические траектории) с двумя и тремя перигейными активными участками работы двигательной установки разгонного блока. Приведено описание исследования влияния суммарной продолжительности некомпланарного перелета с низкой опорной орбиты на геостационарную на параметры оптимальных траекторий, в том числе на характеристики орбиты сопряжения участков работы двигательной установки разгонного блока и собственной двигательной установки космического аппарата.
Литература
[1] Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов. Москва, Бином, 2011, 352 с.
[2] Охоцимский Д.Е., Энеев Т.М. Некоторые вариационные задачи, связанные с запуском искусственного спутника Земли. Успехи физических наук, 1957, т. 63, № 1a, с. 5–32.
[3] Зенгер-Бредт И. Исследование оптимальных условий вертикального полета ракеты с произвольным числом ступеней в поле силы тяжести. Вопросы ракетной техники, 1954, № 5 (23), с. 3–26.
[4] Троицкий В.А. Об оптимальных режимах движения многоступенчатых ракет. Космические исследования, 1967, т. 5, № 2, с. 176–183.
[5] Космодемьянский В.А. К методике расчета оптимальной программы ступенчатой тяги. Механика твердого тела, 1987, № 4, с. 17–22.
[6] Величенко В.В. О задачах оптимального управления для уравнений с разрывными правыми частями. Автоматика и телемеханика, 1966, № 7, с. 20–30.
[7] Моисеенко В.П. Оптимизация многоступенчатого аппарата. Труды ЦАГИ, № 1295. Жуковский, 1971.
[8] Ащепков Л.Т. Оптимальное управление разрывными системами. Новосибирск, Наука. Сиб. отделение, 1987, 226 с.
[9] Григорьев И.С., Данилина И.А. Оптимизация межорбитальных пространственных траекторий перелета ступенчатых космических аппаратов. Автоматика и телемеханика, 2007, № 8, с. 86–105.
[10] Григорьев И.С., Данилина И.А. Оптимизация траекторий перелетов космических аппаратов с дополнительным топливным баком. I. Автоматика и телемеханика, 2017, № 12, с. 131–140.
[11] Григорьев И.С., Данилина И.А. Оптимизация траекторий перелетов космических аппаратов с дополнительным топливным баком. II. Автоматика и телемеханика, 2018, № 2, с. 135–153.
[12] Григорьев К.Г., Федына А.В. Оптимальное пространственное выведение космического аппарата на геостационарную орбиту с орбиты искусственного спутника Земли. Техническая кибернетика, 1993, № 4, с. 116126.
[13] Григорьев К.Г. О маневрах космического аппарата при минимальных затратах массы и ограниченном времени. Космические исследования, 1994, т. 32, № 2, с. 45–60.
[14] Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В., Мищенко Е.Ф. Математическая теория оптимальных процессов. Москва, Физматгиз, 1961, 393 с.
[15] Кузнецов Е.Б. Некоторые приложения метода продолжения решения по наилучшему параметру. Москва, Изд-во МАИ, 2013, 160 с.
[16] Allgower E.L., Georg K. Introduction of Numerical Continuation Methods. Berlin, Heidelberg, Springer-Verlag, 1990, 388 p.
[17] Новости космонавтики, 2013, т. 23, № 12 (371), c. 24–25.
[18] Maral G., Bousquet M. Satellite communications systems. Systems, Techniques and Technologies. UK, John Wiley & Sons Ltd, 2009, 743 p.
[19] Кирилюк Е.В., Корянов В.В., Степанов М.Н. Минимизирующие последовательности траекторий перелета космического аппарата с низкой круговой орбиты на высокоэнергетические орбиты различных типов. Труды Военно-космической академии им. А.Ф. Можайского, 2017, № 656, с. 74–78.