 |
Исходные данные и обозначения
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
Настоящий документ содержит выполненную расчетную работу по курсу «Навигация и управление в космосе» на тему «Управление движением КА при выполнении сложной миссии».
В расчетной работе решаются следующие задачи:
– Управление перелётом с промежуточной орбиты на монтажную, целевую;
– Нахождение требуемого угла фазирования для стыковки КА с космической станцией;
– Оценка эволюции орбиты и управление коррекцией орбиты;
– Выбор направления и скорости отделения КА;
– Выбор параметров инспекционного движения;
– Наождение размера фотографируемой площади на поверхности Земли и разрешение снимков;
– Маневр спуска;
– Расчет энергозатрат на совершенные маневры.
Расчеты выполнялись в математическом пакете MathCad.
ЗАДАНИЕ
1. Рассчитать компланарный перелёт КА с промежуточной орбиты на монтажную круговую орбиту заданной высоты для стыковки с космической станции: выбрать схему перелёта, рассчитать энергетические затраты и время перелёта.
Найти требуемый угол фазирования 
для обеспечения стыковки КА с космической станцией и число витков ожидания до начала маневрирования при известном начальном угловом рассогласовании 
между обоими объектами.
2. Выбрать условие отделения КА от космической станции (модуль скорости и угол её приложения), а также рассчитать манёвр для перехода на инспекционный эллипс с величиной малой полуоси 
, в центре которого располагается космическая станция.
3. Рассчитать перелёт КА (найти импульсы скорости и время перелёта) на первую целевую орбиту) с геометрическими параметрами 
, 
, при этом остальные элементы орбиты 
, 
, 
считаются известными (пренебречь изменением орбиты КА а результате перелёта на инспекционную орбиту, то есть рассмотреть перелёт с монтажной орбиты).
|
|
|
4. Оценить эволюцию первой целевой орбиты (вековые возмущения элементов орбиты) на протяжении 10 витков перелёта, выбрать тип коррекции и рассчитать место приложения и величину корректирующего импульса для компенсации возникающих изменений элементов орбиты.
5. Рассчитать перелёт КА с первой целевой орбиты на вторую целевую орбиту с геометрическими параметрами 
, 
, 
, 
, 
(найти импульсы скорости и время перелёта).
6. Оценить эволюцию второй целевой орбиты (вековые возмущения элементов орбиты) на протяжении 10 витков перелёта, выбрать тип коррекции и рассчитать место приложения и величину корректирующего импульса для компенсации возникающих изменений элементов орбиты.
7. Рассчитать перелёт КА со второй целевой орбиты на третью целевую орбиту – круговую орбиту наблюдения Земли высотой 
, найти размер фотографируемой площади на поверхности Земли и разрешение снимков, если на КА установлено два типа фотоаппаратуры:
для детальной съёмки – угол обзора бортовой фотокамеры составляет 
,
для площадной съёмки – угол обзора бортовой фотокамеры составляет 
.
Принять, что ПЗС-матрица имеет размер 
пикселей на 
пискелей.
8. Оценить время существования КА на орбите наблюдения для максимального и минимального уровня солнечной активности.
9. Рассчитать манёвр сведения КА с орбиты для захоронения, при этом для разрушения конструкции угол входа в плотные слои атмосферы должен достигать значения 
.
10. Рассчитать затраты топлива на совершение каждого манёвра, а также полный потребный запас топлива на борту при условии заданной начальной массы КА на промежуточной орбите 
и величины удельного импульса двигательной установки 
.
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ И ОБОЗНАЧЕНИЯ
В работе использованы следующие исходные данные и обозначения:
|
|
|
– m=398600∙109 – гравитационный параметр Земли, м3/с2;
– ɛ=2,634∙1010 – коэффициент, характеризующий полярное сжатие Земли, км5/с2;
– Rзем=6371,2 – радиус Земли, км;
– Hатм=100 – условная граница плотной атмосферы Земли, км;
– Vп – скорость перигея, км/с;
– Vа – скорость апогея, км/с.
|
|
|
