Оглавление
1. Введение.....................................................................................................
Задача посадки первых пилотируемых КА, область рассеивания точек, посадки которых имела протяжённость в несколько сотен километров, могла быть решена только при наличии на территории СССР гигантских степных просторов Поволжья и Казахстана. Это предопределило основную особенность реализации последующих полётов, заключающуюся в том, что в качестве возможных районов посадки рассматривались огромные территории, позволяющие подобрать подходящую площадку достаточно больших размеров. Следовательно, перед вновь создаваемыми пилотируемыми КА не ставилась задача высокоточной посадки. Главным оставалось требование высокой надёжности функционирования систем КА при спуске в атмосфере и приземлении. 6
Для посадки КА типа “Союз” до настоящего времени используется полигон, расположенный в северо-западной части республики Казахстан и прилегающей территории России (рис 1.1) . Его размеры достигают 10 по широте и 27 по долготе. При спуске КА с орбиты, имеющей наклонение ( ~ 51.6 ) , близкое к широте расположения полигона ,размеры последнего обеспечивают прохождение трассы возможных посадочных витков на 3 4 витках ежесуточно ( диапазон изменения долготы восходящего узла посадочного витка ву = 20 в.д. 55 з.д. - с 1-го по 34 суточные витки). 7
Однако, в настоящее время использование указанных районов для организации посадки пилотируемых КА затрудняется следующими обстоятельствами. 7
Прежде всего, изменяется плотность населения и промышленных объектов, что при достаточно большой площади области рассеивания делает необходимым для поисково-спасательной службы перед каждой посадкой выполнять облёт планируемых районов (для основного и резервных витков) с уже достаточно хорошо известной местностью. О 7
результатах облёта делается доклад на заседании Посадочной группы Госкомиссии. Следует особо отметить, что современное состояние поисково-спасательного комплекса не позволяет обслуживать все благоприятные районы на территории штатного полигона. Так, например, район юго-западнее г. Аркалык для штатной посадки непригоден. С этой точки зрения предпочтительным является район восточнее (северо-восточнее и юго-восточнее) г. Аркалык. 7
Появление независимого государства республика Казахстан привело к разделению полигона посадки на две неравные части. Основная часть полигона, включающая районы штатной посадки КА типа “Союз”, осталась на территории иностранного государства. Это привело к усложнению организации поисково-эвакуационных работ. 7
Рис. 1.1. Штатный полигон посадки СА КК «Союз ТМА» 8
1.2. Цель работы 8
1)Проанализировать возможность обеспечения безопасной посадки существующего корабля типа «Союз ТМА» на российской территории. 8
2)Рассмотреть возможные варианты построения и алгоритмы наведения СУС корабля скользящего типа. 8
3)Разработать ПМО службы БНО ЦУП для оперативного обеспечения спусков ТПК «Союз ТМА» 8
2. Исследование вопросов обеспечения посадки пилотируемых космических кораблей на территории России. 8
2.1. Исследование точностных характеристик СУС ТК «Союз ТМА» 8
2.1.1. Алгоритм наведения СА в заданную точку посадки. 8
Задача управления траекторией спуска СА, центровка т которого принадлежит диапазону 75мм т 95мм, обеспечивается за счет "подстройки" бортовой опорной траектории и коэффициентов закона управления к величине т, заданной в составе уставочной информации и автономно уточненной на начальном участке спуска в атмосфере. 9
Центровочная характеристика т (уставка Т) формируется в соответствии с ведомостью укладки. Дискретность т = 3.3мм, что соизмеримо с точностью обеспечения этого параметра. Размерность уставки Т обеспечивает задание параметра т в диапазоне 75мм т 95мм, а так же одну фиксированную величину т = 105мм, для случая одноместного КА. Величина Т используется при проведении баллистических расчетов траектории спуска. 9
Задача посадки на любой полигон, заданный в полосе l 65км относительно трассы полета, решается путем изменения момента "переворота" СА, который задается уставкой на величину кажущейся скорости VsПЕР этот параметр входит в состав уставочной информации, задающей номинальную попадающую траекторию. Знак маневра определяется уставкой S, которая определяет знак начального угла крена. 9
Повышение точности посадки СА "Союз-ТМА" достигается за счет развитого алгоритма формирования опорной зависимости, адаптации управления к расчетным параметрам СА (обобщенно заданных уставками) и апостериорным оценкам аэродинамического качества, а также за счет специальных алгоритмов диагностики и обработки сигналов акселерометров и, соответственно, уменьшения погрешностей измерения кажущейся скорости. 9
Расчетная точка соответствует координатам центра масс СА на высоте ввода ПС. Соответствие расчетной точки выбранному полигону обеспечивается подбором момента включения тормозного двигателя и уставками на знак маневра и момент "переворота". 9
Отклонение расчетной точки посадки от точки полигона, заданной как точка прицеливания исходя из условий приземления, определяется дискретностью уставки на гибкий цикл БЦВК А-16 (tГЦ=0.2048сек) и дискретностью уставки на величину VsПЕР. (VsПЕР = 147м/сек). Это соответствует расчетному отклонению по продольной дальности L .1.6км и по боковой дальности l 4.5км. Для уменьшения расчетного отклонения l можно использовать программный разворот КА (и соответственно вектора тормозного импульса VТ) в плоскости курса. 10
2.1.2. Методика оценки рассеивания точек посадки СА. 10
2.1.3.Оценка точностных характеристик СУС ТК "Союз ТМА" при штатном спуске в различных вариантах эксплуатации. 16
Широта (сев.) 32
52 30 32
52 30 32
51 50 32
51 20 32
50 50 32
50 50 32
Долгота (вост.) 32
59 32
60 32
60 32
61 32
61 32
59 32
34
Трасса спуска 34
при действии возмущений Точка раскрытия парашюта 34
Номинальная 34
трасса спуска 34
34
34
Точка входа в 34
плотные слои атмосферы 34
34
Рис. 2.3. К анализу вариаций протяжённости траекторий спуска. 34
4. Организационно – экономическая часть. 56
4.1. Введение 56
Трудоемкость разработки программной продукции. 58
1. Введение
1.1. Актуальность проблемы.
Задача посадки первых пилотируемых КА, область рассеивания точек, посадки которых имела протяжённость в несколько сотен километров, могла быть решена только при наличии на территории СССР гигантских степных просторов Поволжья и Казахстана. Это предопределило основную особенность реализации последующих полётов, заключающуюся в том, что в качестве возможных районов посадки рассматривались огромные территории, позволяющие подобрать подходящую площадку достаточно больших размеров. Следовательно, перед вновь создаваемыми пилотируемыми КА не ставилась задача высокоточной посадки. Главным оставалось требование высокой надёжности функционирования систем КА при спуске в атмосфере и приземлении.
Для посадки КА типа “Союз” до настоящего времени используется полигон, расположенный в северо-западной части республики Казахстан и прилегающей территории России (рис 1.1) . Его размеры достигают 10 по широте и 27 по долготе. При спуске КА с орбиты, имеющей наклонение ( ~ 51.6 ) , близкое к широте расположения полигона ,размеры последнего обеспечивают прохождение трассы возможных посадочных витков на 3 4 витках ежесуточно ( диапазон изменения долготы восходящего узла посадочного витка ву = 20 в.д. 55 з.д. - с 1-го по 34 суточные витки).
Однако, в настоящее время использование указанных районов для организации посадки пилотируемых КА затрудняется следующими обстоятельствами.
Прежде всего, изменяется плотность населения и промышленных объектов, что при достаточно большой площади области рассеивания делает необходимым для поисково-спасательной службы перед каждой посадкой выполнять облёт планируемых районов (для основного и резервных витков) с уже достаточно хорошо известной местностью. О
результатах облёта делается доклад на заседании Посадочной группы Госкомиссии. Следует особо отметить, что современное состояние поисково-спасательного комплекса не позволяет обслуживать все благоприятные районы на территории штатного полигона. Так, например, район юго-западнее г. Аркалык для штатной посадки непригоден. С этой точки зрения предпочтительным является район восточнее (северо-восточнее и юго-восточнее) г. Аркалык.
Появление независимого государства республика Казахстан привело к разделению полигона посадки на две неравные части. Основная часть полигона, включающая районы штатной посадки КА типа “Союз”, осталась на территории иностранного государства. Это привело к усложнению организации поисково-эвакуационных работ.
Рис.
1.1. Штатный полигон посадки СА КК «Союз
ТМА»
1.2. Цель работы
Проанализировать возможность обеспечения безопасной посадки существующего корабля типа «Союз ТМА» на российской территории.
Рассмотреть возможные варианты построения и алгоритмы наведения СУС корабля скользящего типа.
Разработать ПМО службы БНО ЦУП для оперативного обеспечения спусков ТПК «Союз ТМА»