Исследование динамики возмущенного движения многоразового упругого блока ракеты-носителя на участке посадки
Авторы: Сметана В.В., Давыдов И.Е., Лазарев А.А.
Опубликовано в выпуске: #9(153)/2024
DOI: 10.18698/2308-6033-2024-9-2389
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
В ходе выполненного исследования определены параметры номинальной траектории, а также проведена оценка динамики возмущенного движения возвращаемого упругого блока ракеты. Рассмотрено влияние таких факторов, как ветровое нагружение и упругость конструкции. Найдены собственные формы и частоты упругих поперечных изгибных колебаний по времени полета. Рассчитаны отклонения от номинальной траектории, отклонения по скорости и высоте при движении к целевому району возвращения. Исследовано изменение угла атаки упругого блока при влиянии возмущений. Обосновано применение в качестве системы управления пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора, его способность обеспечивать нахождение ракеты-носителя в области номинальной траектории. Доказана его эффективность в решении задач стабилизации возвращаемого упругого блока ракеты-носителя и управления им.
EDN KBGOOW
Литература
[1] Lee H.J., Woosung Ch., Sang W.K., Yeol L. Aerodynamic characteristics of the grid fins on SpaceX Falcon 9. Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences, 2020, vol. 48, pp. 745–752.
[2] Falcon 9 Launch Vehicle. Payload User’s Guide. 2015. URL: https://spacex.com.pl/files/2017-10/falcon-9-users-guide-rev2.0.pdf?4f8d2248dc (дата обращения: 20.11.2023).
[3] Bojun Zh. High-precision adaptive predictive entry guidance for vertical rocket landing. Journal of Spacecraft and Rockets, November–December 2019, vol. 56, nо. 6. https://arc.aiaa.org/doi/pdf/10.2514/1.A34450
[4] Morgado F.M.P., Marta A.C., Gil P.J.S. Multistage rocket preliminary design and trajectory optimization using a multidisciplinary approach. Struct Multidisc Optim., 2022, vol. 65, p. 192. https://doi.org/10.1007/s00158-022-03285-y
[5] Самохин С.В., Ворыпаева Т.П., Давыдов И.Е. Исследование схем возвращения управляемого блока первой ступени ракеты-носителя в зонах максимального скоростного напора. Управление движением и навигация летательных аппаратов: cб. тр. XXV Всерос. семинара по упр. движением и навигации летат. аппаратов (Самара, 15–17 июня 2022 г.). Самара, Изд-во Самар. ун-та, 2022, c. 37–39.
[6] Сметана В.В., Давыдов И.Е. Исследование динамических характеристик тяжелой ракеты-носителя. Управление движением и навигация летательных аппаратов: cб. тр. XXV Всерос. семинара по упр. движением и навигации летат. аппаратов (Самара, 15–17 июня 2022 г.). Самара, Изд-во Самар. ун-та, 2022, c. 40–48.
[7] Ge Zhi., Li Ya., Ma Sh. Attitude stabilization of rocket elastic vibration based on robust observer. Aerospace, 2022, vol. 9, p. 765. https://doi.org/10.3390/aerospace9120765
[8] Золотухина О.И., Горбатенко В.П., Вареник П.А. Характеристики ветра, ограничивающего «Байконур» и «Восточный». Труды ГГО, 2015, № 578, c. 174–191.
[9] Нестеренко М.Ю., Нестеренко А.М., Бухвалова А.В. Расчет жесткости балочной многомассовой системы по частотам собственных колебаний. БОНЦ УрО РАН, 2018, № 4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/raschyot-zhyostkosti-balochnoy-mnogomassovoy-sistemy-po-chastotam-sobstvennyh-kolebaniy (дата обращения: 07.06.2024).
[10] Поляк Б.Т., Хлебников М.В. Новые критерии настройки ПИД-регуляторов. Автомат. и телемех., 2022, № 11, c. 62–82. [Autom. Remote Control, 83:11 (2022), 1724–1741].