Для решения целевых задач полета любого космического аппарата необходимо обеспечить движение его центра масс по заранее заданной траектории и все те виды ориентации, которые требуются для выполнения запланированных работ. Иными словами, необходимо обеспечить управление как поступательным, так и вращательным движением аппарата. Эти задачи решаются системой управления движением (СУД).

Одна из особенностей космического полета состоит в том, что за пределами атмосферы взаимодействие с внешней средой весьма незначительно. По этой причине движение аппарата около центра масс слабо влияет на движение его центра масс Отсюда следует, что можно раздельно управлять траекторией полета космического аппарата и его ориентацией.

Управление траекторией полета — это, по-существу, управление вектором скорости движения центра масс. Оно применяется для поддержания требуемой высоты полета околоземного КА, обеспечения прохождения трассы полета над заданными районами земной поверхности, сближения двух космических аппаратов, снижения скорости полета перед спуском на Землю и в ряде других случаев.

Чтобы осуществить управление движением центра масс нужно, прежде всего, определить фактическую орбиту и вычислить величину и направление корректирующего импульса скорости. Эти задачи могут быть решены как наземными, так и бортовыми средствами. В первом случае измерения производятся станциями слежения, а вычисление корректирующих импульсов — специальными баллистическими центрами. Во втором — обе задачи решаются бортовыми навигационными системами, в состав которых входят измерительные и вычислительные средства. При первых полетах использовались только наземные средства. Они обладают достаточной надежностью и позволяют решать задачи с использованием более простого состава бортового-оборудования. В последние годы большое внимание стало уделяться повышению автономности космических полетов. С этой целью созданы высокоточные секстаны, разработаны программы для бортовых вычислительных машин, и сейчас уже многие навигационные задачи решаются на борту.

Изменение скорости полета обеспечивается работой реактивных двигателей.

В функции СУД при управлении скоростью полета входит обеспечение ориентации, при которой направление тяги корректи-руюч;его реактивного двигателя совпадает с направлением расчетного импульса скорости, стабилизация космического аппарата в этом положении во время работы двигателя, измерение величины приращения скорости и формирование команды на выключение двигателя при достижении импульсом скорости расчетного значения.

При выполнении сближения одного космического аппарата с другим СУД обеспечивают управление относительным движением центров масс аппаратов и их взаимной ориентацией.

Во время полета по расчетной орбите система управления движением осуществляет ориентирование космического аппарата в пространстве, развороты его из одного положения в другое, удержание аппарата в ориентированном положении либо вращение в заданном направлении и с заданной скоростью. Отметим, что в этих режимах СУД работает наиболее продолжительное время, так как для выполнения большинства работ требуется вполне определенное угловое положение аппарата либо заданное угловое движение.

СУД обычно имеет контуры автоматического и ручного управления. Контур обеспечивает управление в соответствии с сигналами датчиков и дискретными командами, поступающими с пульта космонавтов, по командной радиолинии или от других бортовых систем. Дискретными командами осуществляется выбор того или иного режима работы системы. Датчики формируют сигналы, несущие информацию о текущем положении и угловой скорости космического аппарата. Логически-преобра-зующее устройство обрабатывает эти сигналы и на их основе формирует команды, управляющие работой исполнительных органов. В результате работы последних к космическому аппарату прикладываются силы и моменты, которые приводят к изменению движения.

Космонавт сам осуществляет управление движением космического аппарата. При этом он не заменяет автоматику полностью, а выполняет лишь часть функций управления и тем не менее его участие, как правило, дает возможность существенно упростить приборный состав системы. Анализируя получаемую от индикаторов информацию, космонавт воздействует на органы ручного управления, задавая тем самым нужное движение аппарату. Выходные сигналы органов управления вместе с сигналами участвующих в управлении автоматических датчиков после соответствующего преобразования поступают на входы исполнительных органов.

Современная СУД является многоконтурной системой. Она имеет контуры с разными составами аппаратуры, реализующие разные законы управления, и одинаковые контуры, обеспечивающие резервирование одних и тех же режимов. Для того чтобы пояснить, как работает система в разных режимах, рассмотрим последовательно принципы действия датчиков, индикаторов, органов ручного управления, исполнительных органов, а также законы управления, реализуемые логически-преобразующими устройствами.

Оставить отзыв к статье “Управление движением космического аппарата”





Ссылка на эту страницу:
http://vseprosto.com/upravlenie-dvizheniem-kosmicheskogo-apparata/

Ссылка на эту страницу для форумов:
[URL="http://vseprosto.com/upravlenie-dvizheniem-kosmicheskogo-apparata/"]Управление движением космического аппарата[/URL]

Ссылка на эту страницу в формате HTML:
<a href="http://vseprosto.com/upravlenie-dvizheniem-kosmicheskogo-apparata/">Управление движением космического аппарата</a>