Стабилизация орбитальной ориентации космического аппарата инерционными исполнительными органами с разгрузкой методом трансформации конструкции
Авторы: Симоньянц Р.П., Булавкин В.Н.
Опубликовано в выпуске: #5(149)/2024
DOI: 10.18698/2308-6033-2024-5-2359
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция и производство летательных аппаратов
Представлен метод разгрузки инерционных исполнительных органов в системе стабилизации орбитальной ориентации космического аппарата без расхода массы рабочего тела, основанный на применении принципа адаптивной трансформации конструкции. Надлежащим изменением параметров объекта формируются внешние моменты, обеспечивающие сброс накапливаемого при стабилизации кинетического момента. Дан анализ чувствительности внешних моментов к вариациям параметров трансформируемой конструкции, на основе которого осуществляется выбор параметра влияния, реализующего наиболее эффективную разгрузку. Рассмотрен пример геостационарного космического аппарата, имеющего панели солнечных батарей с автономным приводом, что позволяет управлять конфигурацией конструкции, обеспечивая разгрузку моментами давления солнечного света без нарушения орбитальной ориентации. Для упрощенной модели динамики плоского движения по тангажу получены аналитические решения, подтвержденные моделированием.
EDN QOBKMM
Литература
[1] Зубов Н.Е., Микрин E.A., Негодяев C.C., Рябченко B.H. Синтез одноканальной системы разгрузки кинетического момента инерционных исполнительных органов космического аппарата. Труды МФТИ, 2012, т. 4, № 3, с. 198–204.
[2] Зубов Н.Е., Микрин Е.А., Мисриханов М.Ш., Рябченко В.Н. Стабилизация орбитальной ориентации космического аппарата с одновременной разгрузкой кинетического момента инерционных исполнительных органов. Известия РАН. Сер. Теория и системы управления, 2015, № 4, с. 124–131.
[3] Богачев А.В., Воробьева Е.А., Зубов Н.Н. Управление ориентацией и разгрузка накопленного кинетичеcкого момента инерционных иcполнительных органов коcмичеcкого аппарата на выcокоэллиптичеcкой орбите. Космическая техника и технологии, 2017, № 3 (18), с. 98–105.
[4] Воробьева Е.А., Зубов Н.Е., Микрин Е.А. Безрасходная разгрузка накопленного кинетического момента инерционных исполнительных органов автономного космического аппарата на высокоэллиптической орбите. Инженерный журнал: наука и инновации, 2013, вып. 10. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2013-10-1072
[5] Johnson C.D., Skelton R.E. Optimal Desaturation of Momentum Exchange Control Systems. AIAA Journal, 1971, vol. 1, pp. 12–22.
[6] Сомов Е.Е. Экономная разгрузка силового гироскопического комплекса системы ориентации спутника при широтно-импульсном управлении с запаздыванием. Труды XII Всероссийского совещания по проблемам управления. Москва, Изд-во ИПУ РАН, 2014, с. 3475–3488.
[7] Симоньянц Р.П. О разработке космического аппарата трансформируемой конструкции, оптимизирующей его свойства как объекта управления. Сб. статей Междунар. конф. «Перспективные задачи инженерной науки». Москва, ИД «Мастер», 2022, с. 216–222.
[8] Бацева О.Д., Дмитриев С.Н. Учет высших тонов колебаний при вычислении чувствительности собственных форм колебаний к вариациям параметров механической системы. Инженерный журнал: наука и инновации, 2018, вып. 7. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2018-7-1785
[9] Бихман Р.И., Шереметьевский Н.Н. Электромагнитная система сброса кинетического момента для искусственных спутников Земли, ориентированных в орбитальной системе координат. Избранные проблемы прикладной механики. Москва, Наука, 1974, с. 133–143.
[10] Макарова Е.А., Харитонов А.В., Казачевская Т.В. Поток солнечного излучения. Москва, Наука, 1991, 400 с.
[11] World Radiation Center. URL: http://www.pmodwrc.ch (дата обращения: 06.09.2023).
[12] Федоров В.М. Синодическая вариация в межгодовой изменчивости солнечной постоянной. [Электронный ресурс] Солнечная радиация и климат Земли. URL: http://www.solar-climate.com (дата обращения: 06.09.2023).
[13] ГОСТ 25645.101–83. Атмосфера Земли верхняя. Модель плотности для проектных баллистических расчетов искусственных спутников Земли. Москва, Изд-во стандартов, 1984, 172 с.
[14] Петров Б.Н., Агеев Ж.С., Викторов Б.В., Уколов И.С. Управление углом атаки космического аппарата посредством изменения центровки. Космические исследования, 1970, т. 8, вып. 6, с. 855–861.
[15] Симоньянц Р.П., Алехин Н.А., Тарасов В.А. Управляемый тензор инерции космического аппарата трансформируемой конструкции. Инженерный журнал: наука и инновации, 2021, вып. 7. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2021-7-2095
[16] Латынцев С.В., Меус С.В., Овчинников А.В., Бабанов А.А. Оценка эффективности алгоритма управления приводом солнечных батарей космического аппарата с целью создания моментов для разгрузки электромеханического исполнительного органа СОС. Современные проблемы ориентации и навигации космических аппаратов. Сб. тр. Четвёртой Всерос. конф. Таруса, 8–11 сентября 2014, ИКИ РАН. Москва, ИКИ РАН, 2015, с. 348–352.
[17] Севастьянов Н.Н. Создание математической модели внешних возмущающих моментов для режима «Прогноз» спутника связи «Ямал-200». Вестник Том. гос. ун-та. Сер. Математика и механика, 2013, № 4 (24), с. 88–98.