Спосіб демпфірування кутових швидкостей космічного літального апарата

Спосіб демпфірування кутови х швидкостей космічного літального апарата, який полягає в то C2 1 3 84974 чині початкової подовжньої кутової швидкості, яка забезпечує потрібний час демпфірування, забезпечують паузу без керування, визначають момент початку демпфірування подовжньої кутової швидкості, забезпечують демпфірування подовжньої кутової швидкості, потім включають двигуни, що створюють керуючий момент навколо поперечної осі, напрямок якої збігається з напрямком вектора поперечної кутової швидкості, чим забезпечують демпфірування поперечних кутови х швидкостей, відповідно до винаходу при малих величинах початкової подовжньої кутової швидкості для виконання заданого часу демпфірування забезпечують потрібну подовжню кутову швидкість, якщо додаткові витрати менше економії робочого тіла, інакше спочатку забезпечують паузу без керування, а потім через заданий час демпфірування одночасно демпфірують три складові кутової швидкості. Сутність винаходу пояснюється кресленням, де на фіг. представлена структурна схема системи демпфірування кутових швидкостей космічного літального апарата з реактивними виконавчими органами, за допомогою якої реалізується спосіб демпфірування Система містить датчик подовжньої кутової швидкості 1, датчик першої поперечної кутової швидкості 2, датчик другої поперечної кутової швидкості 3, блок 4 підключення датчика 1, блок 5 підключення датчика 2, блок 6 підключення датчика 3, блок 7 керування виконавчими органами подовжнього каналу, блок 8 керування виконавчими органами першого поперечного каналу, блок 9 керування виконавчими органами другого поперечного каналу, виконавчі органи подовжнього каналу 10, виконавчі органи першого поперечного каналу 11, виконавчі органи другого поперечного каналу 12, блок 13 визначення початку демпфірування подовжньої швидкості, блок 14 визначення потрібної подовжньої кутової швидкості, блок 15 мінімізації витрат робочого тіла. Після відділення космічного апарата від носія виникають початкові кутові швидкості, які необхідно демпфірувати. Запропонований спосіб дозволяє вирішити цю задачу, за заданий час демпфірування, забезпечуючи мінімізацію витрат робочого тіла. Рівняння руху для вісесиметричного космічного літального апарата в зв'язаній системі координат OXYZ (приймемо, що віссю симетрії є вісь X) записуються в наступному вигляді (збурюючі моменти передбачаються малими і не враховуються) [див. Алексеев К.Б., Бебенин Г.Г. Управление космическими летальными аппаратами. М., «Ма шиностроение», 1974, 340с.]: & wx = m x ; & wy - a × wz × wx = m y ; (1) & wz - a × wy × wx = m z де w x, wy , wz - проекції кутової швидкості космічного апарата на осі зв'язаної системи координат: w x - подовжня кутова швидкість; w y - перша поперечна кутова швидкість; 4 wz - друга поперечна кутова швидкість; m x, m y, m z - проекції приведеного керуючого моменту, m y=m z=m а - константа. Вважаємо, що в початковий момент часу складові кутової швидкості задовольняють співвідношенню wi = wi0, i = X, Y, Z . Знайдемо вільний рух апарата шляхом інтегрування системи (1) при mi = 0 : w x = wx 0 ; w y = r0 × sin a; (2) wz = r0 × cos a, a = a × w x0 × t + arctg wy 0 wz 0 & = a 0 × t + a0 (3) w20 + w20 - модуль поперечної кутоy z вої швидкості; a - кут між напрямком поперечної кутової швидкості і віссю Z. Згідно з формулою (2) поперечна кутова швидкість перерозподіляється між проекціями на осі Y і Z, при цьому перша і друга поперечні кутові швидкості змінюються в часі від 0 до r0. Коли напрямок поперечної кутової швидкості збігається з віссю Y, тоді wy = r0 , wz = 0 , а якщо з віссю Z де r0 = wy = 0 , w z = r0 . Згідно з формулою (3) час руху до цього положення дорівнює: a T= 0 (4) & a0 В цей момент необхідно демпфірувати подовжню швидкість, тоді поперечна кутова швидкість не змінюється і збігається з віссю Y чи віссю Z. При цьому при демпфіруванні поперечної кутової швидкості мінімізується витрата робочого тіла через коллинеарність вектора поперечної кутової швидкості і керуючого моменту, і величина економії витрат робочого тіла DGек рівняється: z (5) DGек = GC × 0 (sin a + cos a - 1) m де GC - секундна витрата робочого тіла. В випадку коли час демпфірування обмежений заданою величиною Тд, то при малих значеннях w x0 час Т (див. формулу 4) може перевершити Тд. Щоб цього запобігти необхідно подовжню кутоa0 ву швидкість збільшити до величини wпр = х а ×Тд шляхом включення керуючих двигунів в подовжньому каналі. При цьому додаткові витрати робочого тіла DGвиm рівняються: DGвиm = GC × 2 × пр wx - wx0 mx (6) 5 84974 Якщо DGек > D Gвиm , то подальша послідовність дій по керуванню така як і в випадку Т