Алгоритм адаптивной трансформации конструкции космического аппарата, обеспечивающий экономичные режимы стабилизации в каналах крена и курса
Авторы: Симоньянц Р.П., Булавкин В.Н.
Опубликовано в выпуске: #5(173)/2026
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Проектирование, конструкция, производство, испытания и эксплуатация летательных аппаратов
Рассмотрен космический аппарат с управляемой трансформацией конструкции, обеспечивающей такое силовое взаимодействие с внешней средой, при котором разгрузка инерционных исполнительных органов в системе стабилизации орбитальной ориентации происходит без расхода рабочего тела. Предложен алгоритм адаптивной трансформации конструкции, позволяющий реализовать разгрузку инерционных исполнительных органов и адаптивную компенсацию возмущающего момента с учетом гироскопического взаимодействия каналов крена и курса в условиях резонанса. Для примера приведено решение задачи сброса накапливаемого кинетического момента в каналах крена и курса геостационарного космического аппарата и последующей компенсации возмущающего момента с помощью управления конфигурацией плоских панелей солнечных батарей. Получены аналитические решения для редуцированной динамической модели движения, подтвержденные численным моделированием.
EDN VKJVOZ
Литература
[1] Симоньянц Р.П., Булавкин В.Н. Стабилизация орбитальной ориентации космического аппарата инерционными исполнительными органами с разгрузкой методом трансформации конструкции. Инженерный журнал: наука и инновации, 2024, вып. 5. URL: https://engjournal.bmstu.ru/catalog/arse/dcpa/2359.html (дата обращения: 18.05.2025).
[2] Симоньянц Р.П. О разработке космического аппарата трансформируемой конструкции, оптимизирующей его свойства как объекта управления. Сб. статей Междунар. конф. «Перспективные задачи инженерной науки». МИА. Москва, ИД «Мастер», 2022, с. 216–222.
[3] 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. 189–204.
[4] 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.
[5] Богачев А.В., Воробьева Е.А., Зубов Н.Н. Управление ориентацией и разгрузка накопленного кинетического момента инерционных исполнительных органов космического аппарата на выcокоэллиптичеcкой орбите. Космическая техника и технологии, 2017, № 3 (18), с. 98–105.
[6] 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. URL: http://engjournal.ru/catalog/it/nav/1072.html (дата обращения: 01.08.2025).
[7] Johnson C.D., Skelton R.E. Optimal Desaturation of Momentum Exchange Control Sistems. AIAA Journal, 1971, vol. 1, pp. 12 — 22.
[8] 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.
[9] Игнатов А.И. Стабилизация режима солнечной ориентации искусственного спутника Земли без накопления кинетического момента гиросистемы. Известия РАН. ТиСУ, 2020, № 3, c. 164–176.
[10] Игнатов А.И., Иванов Г.А., Коломиец Е.С., Мартыненкова Е.В. Использование системы двигателей-маховиков при реализации режима солнечной ориентации космического аппарата. Инженерный журнал: наука и инновации, 2022, вып. 10. URL: https://engjournal.bmstu.ru/catalog/arse/adb/2219.html (дата обращения: 01.09.2025).
[11] Russo A., Robb B., Soldini S., Paoletti P., McInnes C.R., Reveles J., Sugihara A.K., Bonardi S., Mori O. Mechanical design of Self-reconfiguring 4D-printed OrigamiSat: a New Concept for Solar Sailing. Frontiers in Space Technologies, 2022, vol. 3. URL: https://www.researchgate.net/publication/360998181_Mechanical_Design_of_Self-Reconfiguring_4D-Printed_OrigamiSats_A_New_Concept_for_Solar_Sailing (дата обращения: 01.09.2025).
[12] Robb B., Russo A., Soldini S., Paoletti P., Reveles J., Bailet G., McInnes C.R. Integrated Attitude and Shape Control for OrigamiSats with Variable Surface Reflectivity. Acta Astronautica, 2023, vol. 211, pp. 393–404.
[13] Gong H., Gong S. Design of foldable PCBSat enabling three-axis attitude control. Acta Astronautica, 2022, vol. 192, pp. 291–300.
[14] Ковтун В.С., Платонов В.Н., Богачев А.В. Методика обеспечения полёта автоматических космических аппаратов «Ямал» синергетическим ресурсом рабочего тела электрореактивных двигателей. Космическая техника и технологии, 2023, № 4 (43), с. 128–143.
[15] 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.