Методика обеспечения полёта автоматических космических аппаратов «Ямал» синергетическим ресурсом рабочего тела электроракетных двигателей
Автор: Ковтун Владимир Семенович, Платонов Валерий Николаевич, Богачев Алексей Викторович
Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia
Рубрика: Динамика, баллистика, управление движением летательных аппаратов
Статья в выпуске: 4 (43), 2023 года.
Бесплатный доступ
Для выполнения программы полёта автоматическими космическими аппаратами (АКА) «Ямал» - геостационарными спутниками связи - необходимо решить две задачи: удержание в точке стояния и поддержание орбитальной ориентации. С целью решения первой задачи периодически проводятся манёвры аппаратов с использованием электроракетных двигателей (ЭРД). Вторая задача решается с использованием электродвигателей-маховиков, для разгрузки которых от накопленного кинетического момента применяются ЭРД и газовые ракетные двигатели, работающие на одном и том же рабочем теле (РТ) - ксеноне. Таким образом, от запасов РТ зависит эффективность выполнения программы полёта, связанная с продолжительностью выполнения АКА своих функциональных задач. В статье рассматривается методика получения дополнительного синергетического ресурса РТ с использованием для этого знаний о происходящих на борту процессах. Показано на практике, что, обладая содержательной информационной моделью АКА как сложной динамической системы, можно получить дополнительный ресурс при выполнении одних и тех же динамических операций программы полёта, связанных с расходом РТ.
Автоматический космический аппарат, электроракетные двигатели, синергия, рабочее тело, электродвигатели-маховики, метод, методика, программа полёта, синергетический ресурс
Короткий адрес: https://sciup.org/143181058
IDR: 143181058
Список литературы Методика обеспечения полёта автоматических космических аппаратов «Ямал» синергетическим ресурсом рабочего тела электроракетных двигателей
- Kovtun V. S. The methodology of variable management of propellant fuel consumption by jet propulsion engines of a spacecraft // Thermal Engineering. 2012. Vol. 59. № 13. P. 960-969. DOI: 10.1134/ S0040601512130046
- Колесников А.А. Синергетическая теория управления: (инварианты, оптимизация, синтез). Таганрог: Гос. радиотехн. ун-т; М.: Энергоатомиздат, 2002. 343 с.
- Калинкин Д.А., Ковтун В.С., Сысоев Д.В. Повышение эффективности работы системы хранения и подачи газообразного рабочего тела за счёт контроля герметичности и терморегулирования при эксплуатации космического аппарата // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 5(17). С. 37-48.
- Бранец В.Н., Котов О.С., Орловский И.В., Платонов В.Н., Черток М.Б., Севастьянов Н.Н. Бортовой комплекс управления спутника связи «Ямал» // Ракетно-космическая техника. Серия XII. Королёв: РКК «Энергия», 2002. Вып. 1. С. 7-15.
- Платонов В.Н. Одновременное управление движением центра масс и вокруг центра масс при манёврах космических аппаратов на геостационарной и высокоэллиптических орбитах с использованием электрореактивных двигателей // Космическая техника и технологии. 2013. № 1. С. 58-67. EDN: SMYBHH
- Платонов В.Н. О возможности длительного поддержания ориентации геостационарного спутника без использования датчиков внешней информации и инерциальных датчиков // Космические исследования. 2009. Т. 47. № 3. С. 263-270. EDN: KMLNRB
- Севастьянов Н.Н., Бранец В.Н., Беляев М.Ю., Завалишин Д.А., Платонов В.Н., Банит Ю.Р., Сазонов В.В. Исследование возможности управления КА «Ямал-200» с использованием математической модели движения // XIV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам: сборник материалов. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2007. С. 174-182.
- Ганзбург М.Ф., Кропотин С.А., Мурашко В.М., Попов А.Н., Севастьянов Н.Н., Смоленцев А.А., Соколов А.В., Соколов Б.А., Сухов Ю.И. Итоги десятилетней эксплуатации электроракетных двигательных установок в составе телекоммуникационных космических аппаратов «Ямал-200» на геостационарной орбите // Космическая техника и технологии. 2015. № 4(11). С. 25-39. EDN: VECUHF
- Ковтун В.С., Севастьянов Д.Н., Пищулин В. А., Фомин Л.В., Бедин Б.И. Определение расхода ксенона в электроракетных плазменных двигателях при эксплуатации космического аппарата «Ямал» // Известия РАН. Энергетика. 2009. № 1. С. 43-49. EDN: JVVLQL
- Ковтун В.С., Фролов И.В. Методы вариабельного анализа и синтеза сложного процесса управления системой электроракетных двигателей космических аппаратов // Космическая техника и технологии. 2016. № 4(15). C. 91-111. EDN: VVZZKA
- Raitses Y. Hall thruster for space applications: advanced concepts and research challenges: Presentation of the report at the 16th International Conference on Ion Sources, New York City, NY, August 28, 2015. URL: https://www.docslides.com/ellena-manuel/hall-thruster-for-space -applications-advanced-concepts-and (accessed 25.09.2023).
- Спутниковая связь и вещание: справочник / Под ред. Л.Я. Кантора. М.: Радио и связь, 1997. 521 с.
- Патент RU 2124461 С1. МКИ B 64 G 1/26, 1/24, 1/40. Способ управления космическим аппаратом, снабжённым реактивными двигателями с направленными под углом к осям связанного базиса и смещёнными относительно центра масс аппарата линиями действия тяг, система для реализации способа, блок реактивных двигателей системы / Бранец В.Н., Земсков Е.Ф., Ковтун В.С., Платонов В.Н., Шеста-ков А.В.; заявитель и патентообладатель - ОАО «РКК «Энергия». Заявка № 97118643/28 от 12.11.1997 // Изобретения. 1999. № 1.
- Патент RU 2178761 С1. МКИ B 64 G 1/28, 1/32. Способ управления кинетическим моментом космического аппарата в процессе коррекции орбиты и система для его реализации / Ковтун В.С., Платонов В.Н., Банит Ю.Р.; заявитель и патентообладатель - ОАО «РКК «Энергия». Заявка № 2001105445/28 от 28.02.2001 // Изобретения. 2002. № 3.
- Брайсон А., Хо Ю-Ши. Прикладная теория оптимального управления. Оптимизация, оценка и управление. М.: Мир, 1972. 544 с.
- Патент RU 2112713 С1. МКИ B 64 G 1/24. Способ управления космическим аппаратом с помощью реактивных исполнительных органов при поддержании заданной ориентации / Ковтун В.С., Платонов В.Н.; заявитель и патентообладатель - ОАО «РКК «Энергия». Заявка № 96109536/28 от 16.05.1996 // Изобретения. 1998. № 16.
- Патент RU 2178760 С1. МКИ B 64 G 1/28, 1/32 Способ управления кинетическим моментом космического аппарата в процессе коррекции орбиты и система для его реализации / Ков-тун В.С., Платонов В.Н., Банит Ю.Р.; заявитель и патентообладатель - ОАО «РКК «Энергия». Заявка № 2001105407/28 от 28.02.2001 // Изобретения 2002. № 3.
- Банит Ю.Р., Ковтун В.С. Оптимизация выработки ресурса электроракетными двигателями геостационарного спутника связи // Космонавтика и ракетостроение. 2009. № 3(56). С. 94-106. EDN: RDQHVF
- Патент RU 2196710 С2. МКИ B 64 G 1/28, 1/44. Способ формирования управляющих моментов на космический аппарат с силовыми гироскопами и поворотными солнечными батареями и система для его осуществления / Богачев А.В., Ковтун В.С., Платонов В.Н.; заявитель и патентообладатель - ОАО «РКК «Энергия». Заявка № 2001105406/28 от 28.02.2001 // Изобретения 2003. № 2.
- Патент RU 2176972 С1. МКИ B 64 G 1/24. Способ определения магнитного момента солнечных батарей космического аппарата с системой силовых гироскопов / Ковтун В.С., Банит Ю.Р.; заявитель и патентообладатель - ОАО «РКК «Энергия». Заявка № 2000130187/28 от 05.12.2000 // Изобретения 2001. № 35.
- Патент RU 2207969 С2. МКИ B 64 G 1/28, 1/44. Способ формирования управляющих воздействий на космический аппарат с силовыми гироскопами и поворотными солнечными батареями / Богачев А.В., Земсков Е.Ф., Ковтун В.С., Орловский И.В., Платонов В.Н., Соколов А.В., Улыбышев Ю.П.; заявитель и патентообладатель - ОАО «РКК «Энергия». Заявка № 2001112734/28 от 08.05.2001 // Изобретения 2003. № 19. Статья поступила в редакцию 13.09.2023 г. Окончательный вариант — 26.09.2023 г.
