Глава 8. УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ

8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Управление движением КА включает управление движением центра масс и управление движением вокруг центра масс (управление ориентацией). Задачей первого является целенаправленное изменение траектории движения КА (его орбиты), а второго - удержание осей, жестко связанных с корпусом КА, в требуемом положении относительно некоторых внешних ориентиров или сообщение корпусу КА целенаправленного вращения. Эти движения практически не зависят друг от друга, и, следовательно, их можно изучать раздельно.

Управление движением КА во время работы реактивного двигателя (РД) по сути ничем не отличается от управления РН и поэтому рассматриваться не будет. Учитывая, что длительность включений корректирующих РД невелика (сравнительно со временем, характерным для траекторий КА, например периодом обращения вокруг Земли), допустимо пренебречь ею и считать коррекцию траектории КА (или иной аналогичный маневр) как мгновенное изменение вектора скорости движения КА на некоторую сравнительно малую с исходной величину.

Таким образом, теоретическую схему управления движением КА можно свести к двум указанным выше независимым движениям: управлению ориентацией и управлению движением центра масс путем дискретных, мгновенных изменений его вектора скорости на малые величины.

В зависимости от решаемых задач конкретные виды управлений можно классифицировать следующим образом:

а) управление ориентацией в зависимости от типа управления по положению осей ориентации (во всех случаях начало осей находится в центре масс КА) можно разделить:

на ориентацию в инерциальных осях, сохраняющих свои направления относительно неподвижных звезд, которая характерна при астрономических наблюдениях далеких небесных объектов, перед коррекциями в межпланетном полете (на участках траектории, далеких от планет) и в других аналогичных задачах;

на ориентацию в орбитальных осях, когда одна ось направлена через центр планеты, другая в плоскости орбиты, а третья перпендикулярно ей, что характерно при движении по орбите искусственного спутника планеты и при маневрах КА, осуществляемых относительно планеты (подъем апоцентра или перицентра, посадочный маневр и т. п.); направление одной из осей постоянно через центр планеты упрощает изучение последней (фотографирование ее поверхности и т. п.);

на ориентацию в осях специальных видов, которые могут оказаться целесообразными при , решении конкретной задачи управления, например, ориентация на Солнце для подзарядки солнечных батарей;

б) управление движением центра масс, в которое входят:

коррекция межпланетных траекторий;

маневрирование в околопланетном пространстве в целях изменения орбиты;

дальние маневры сближения с другим КА;

маневр посадки на планету с атмосферой, связанной со сравнительно незначительным изменением скорости, которое, однако, приводит к такому изменению орбиты, что часть ее оказывается лежащей внутри слоя плотной атмосферы;

в) управление сближением двух КА в зоне непосредственной видимости одного КА с другого с использованием соответствующей аппаратуры.

Управление движением КА, связанное со значительным изменением скорости полета (разгон от первой до второй космических скоростей, перевод со стартовой орбиты на орбиту стационарного спутника Земли, посадка на безатмосферную планету и т. п.), нередко совершается с помощью так называемых разгонных или посадочных блоков, являющихся специализированными ступенями РН. Такое управление близко к режиму выведения РН и в данной главе рассматриваться не будет.

Система управления движением, в частности управления ориентацией, состоит, как правило, из следующих функционально отличающихся групп приборов:

датчиков, позволяющих судить о положении КА в пространстве и о характере его движения;

логических устройств, анализирующих информацию, поступающую с датчиков и других систем КА, и вырабатывающих команды управления движением, соответствующие возникшей ситуации;

исполнительных органов, изменяющих движение КА в соответствии с командами логических устройств;

ручек управления, индикаторов, оптических устройств и т. п. (при наличии ручного управления), при этом сигналы с ручек управления поступают в логические устройства, а не на исполнительные органы.