RU2012148785A - METHOD FOR CONTROLING THE SPACE DEVICE TO THE ORBIT OF AN ARTIFICIAL SATELLITE OF THE PLANET - Google Patents

METHOD FOR CONTROLING THE SPACE DEVICE TO THE ORBIT OF AN ARTIFICIAL SATELLITE OF THE PLANET Download PDF

Info

Publication number
RU2012148785A
RU2012148785A RU2012148785/11A RU2012148785A RU2012148785A RU 2012148785 A RU2012148785 A RU 2012148785A RU 2012148785/11 A RU2012148785/11 A RU 2012148785/11A RU 2012148785 A RU2012148785 A RU 2012148785A RU 2012148785 A RU2012148785 A RU 2012148785A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spacecraft
angle
value
planet
atmosphere
Prior art date
Application number
RU2012148785/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2520629C1 (en
Inventor
Виктор Михайлович Иванов
Николай Леонидович Соколов
Виктор Григорьевич Козлов
Юрий Александрович Карцев
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш)
Priority to RU2012148785/11A priority Critical patent/RU2520629C1/en
Publication of RU2012148785A publication Critical patent/RU2012148785A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2520629C1 publication Critical patent/RU2520629C1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

Способ управления выведением космического аппарата на орбиту искусственного спутника планеты, заключающийся в подлете космического аппарата в заданном коридоре входа в атмосферу планеты, определении в i-е, где i=1, 2, …, N, моменты времени параметров движения космического аппарата, а именно: его скорости - V, угла наклона вектора скорости КА к местному горизонту для траектории его движения - θ, радиуса - вектора - r, плотности атмосферы - ρ, при этом определение параметров движения космического аппарата осуществляют на участке движения в атмосфере планеты, обеспечении входа космического аппарата в атмосферу с величиной угла крена γ около 0 рад и значением угла атаки космического аппарата около α, соответствующим максимальному значению аэродинамического качества космического аппарата, управлении величиной угла крена космического аппарата γ до вылета из атмосферы, в определении скорости движения космического аппарата в апоцентре переходной эллиптической орбиты - Vи осуществлении подачи разгонного импульса характеристической скорости - ∆V в апоцентре переходной эллиптической орбиты движения космического аппарата для формирования орбиты с заданными параметрами, отличающийся тем, что в i-е, где i=К, К+1, …, К+М, моменты времени на участке аэродинамического торможения прогнозируют на момент выхода космического аппарата из атмосферы планеты значения скорости космического аппарата - Vи угла наклона вектора скорости к местному горизонту для траектории движения КА - θпри движении космического аппарата на оставшихся участках полета в атмосфере планеты, соответственно с величиной угла крена космического аппарата γ рав�The way to control the launch of a spacecraft into orbit of an artificial satellite of the planet, which consists in approaching the spacecraft in a given corridor for entering the planet’s atmosphere, determining in the i-th, where i = 1, 2, ..., N, time instants of the motion parameters of the spacecraft, namely : its velocity - V, the angle of inclination of the spacecraft's velocity vector to the local horizon for the trajectory of its motion - θ, the radius - of the vector - r, the density of the atmosphere - ρ, while the motion parameters of the spacecraft are determined in the area of motion in the atmosphere e of the planet, ensuring the entry of the spacecraft into the atmosphere with a roll angle γ of about 0 rad and a value of the angle of attack of the spacecraft about α, corresponding to the maximum aerodynamic quality of the spacecraft, controlling the roll angle of the spacecraft γ before departure from the atmosphere, in determining the speed of movement spacecraft in the apocenter of the transitional elliptical orbit - V and the implementation of the acceleration pulse of characteristic velocity - ∆V in the apocenter of the transitional elliptical the orbits of the spacecraft’s motion to form the orbit with the given parameters, characterized in that in the ith, where i = K, K + 1, ..., K + M, time moments at the aerodynamic drag section are predicted at the time the spacecraft leaves the planet’s atmosphere values of the speed of the spacecraft - V and the angle of inclination of the velocity vector to the local horizon for the trajectory of the spacecraft - θ when the spacecraft moves in the remaining parts of the flight in the planet’s atmosphere, respectively, with the roll angle of the spacecraft γ equal to

Claims (1)

Способ управления выведением космического аппарата на орбиту искусственного спутника планеты, заключающийся в подлете космического аппарата в заданном коридоре входа в атмосферу планеты, определении в i-е, где i=1, 2, …, N, моменты времени параметров движения космического аппарата, а именно: его скорости - Vi, угла наклона вектора скорости КА к местному горизонту для траектории его движения - θi, радиуса - вектора - ri, плотности атмосферы - ρi, при этом определение параметров движения космического аппарата осуществляют на участке движения в атмосфере планеты, обеспечении входа космического аппарата в атмосферу с величиной угла крена γ около 0 рад и значением угла атаки космического аппарата около α*, соответствующим максимальному значению аэродинамического качества космического аппарата, управлении величиной угла крена космического аппарата γ до вылета из атмосферы, в определении скорости движения космического аппарата в апоцентре переходной эллиптической орбиты - Vα и осуществлении подачи разгонного импульса характеристической скорости - ∆V в апоцентре переходной эллиптической орбиты движения космического аппарата для формирования орбиты с заданными параметрами, отличающийся тем, что в i-е, где i=К, К+1, …, К+М, моменты времени на участке аэродинамического торможения прогнозируют на момент выхода космического аппарата из атмосферы планеты значения скорости космического аппарата - Vk и угла наклона вектора скорости к местному горизонту для траектории движения КА - θk при движении космического аппарата на оставшихся участках полета в атмосфере планеты, соответственно с величиной угла крена космического аппарата γ равном 0 рад и γ равном π, также прогнозируют на момент выхода космического аппарата из атмосферы планеты значения высот апоцентров переходных эллиптических орбит hα1 и hα2 при движении космического аппарата на оставшихся участках полета в атмосфере планеты, соответственно с величиной угла крена космического аппарата γ равном 0 рад и γ равном π рад, в соответствии с математическими зависимостями:The way to control the launch of a spacecraft into orbit of an artificial satellite of the planet, which consists in approaching the spacecraft in a given corridor for entering the planet’s atmosphere, determining in the i-th, where i = 1, 2, ..., N, time instants of the motion parameters of the spacecraft, namely : its speed - V i, the angle of inclination of the spacecraft velocity vector to the local horizon for the trajectory of its motion - θ i, the radius - vector - r i, the atmospheric density - ρ i, wherein the determination of spacecraft motion parameters is carried out on site and in motion mosfere planet providing entry of the spacecraft into the atmosphere with the value γ roll angle about 0 rad, and the value of the angle of incidence of the spacecraft about α *, corresponding to the maximum value of aerodynamic control of the spacecraft, the control amount of the spacecraft γ roll angle to departure from the atmosphere, in determining the speed the motion of the spacecraft in the apocenter of the transitional elliptical orbit - V α and the implementation of the acceleration impulse of the characteristic velocity - ΔV in the apocenter of the transitional ellipse optical orbit of the spacecraft’s movement to form an orbit with specified parameters, characterized in that in the ith, where i = K, K + 1, ..., K + M, time instants in the aerodynamic drag section are predicted at the time the spacecraft leaves the atmosphere planet values of the speed of the spacecraft - V k and the angle of inclination of the velocity vector to the local horizon for the trajectory of the spacecraft - θ k when the spacecraft moves in the remaining sections of the flight in the planet’s atmosphere, respectively, with the value of the heeling angle of the space of the apparatus γ equal to 0 rad and γ equal to π, the heights of the apocenters of transitional elliptical orbits h α1 and h α2 are also predicted at the moment the spacecraft leaves the planet’s atmosphere when the spacecraft moves in the remaining parts of the flight in the planet’s atmosphere, respectively, with the roll angle of the spacecraft γ equal to 0 rad and γ equal to π rad, in accordance with the mathematical dependencies: V k ( γ = 0 ) = V i exp ( θ i θ k 2 P x M 1 )
Figure 00000001
,
V k ( γ = 0 ) = V i exp ( - θ i - θ k 2 P x M - one )
Figure 00000001
,
θ k ( γ = 0 ) = θ i 2 + 2 β ( M 1 2 R x ) ( ρ 100 ρ i )
Figure 00000002
,
θ k ( γ = 0 ) = - θ i 2 + 2 β ( M - one 2 R x ) ( ρ one hundred - ρ i )
Figure 00000002
,
V k ( γ = π ) = V i exp ( θ i θ k 2 P x M + 1 )
Figure 00000003
,
V k ( γ = π ) = V i exp ( - θ i - θ k 2 P x M + one )
Figure 00000003
,
θ k ( γ = π ) = θ i 2 + 2 β ( M + 1 2 R x ) ( ρ 100 ρ i )
Figure 00000004
,
θ k ( γ = π ) = - θ i 2 + 2 β ( M + one 2 R x ) ( ρ one hundred - ρ i )
Figure 00000004
,
h α 1 ( γ = 0 ) = μ + μ 2 C 1 ( γ = 0 ) C 2 ( γ = 0 ) C 1 ( γ = 0 ) R
Figure 00000005
,
h α one ( γ = 0 ) = μ + μ 2 - C one ( γ = 0 ) C 2 ( γ = 0 ) C one ( γ = 0 ) - R
Figure 00000005
,
h α 2 ( γ = π ) = μ + μ 2 C 1 ( γ = π ) C 2 ( γ = π ) C 1 ( γ = π ) R
Figure 00000006
,
h α 2 ( γ = π ) = μ + μ 2 - C one ( γ = π ) C 2 ( γ = π ) C one ( γ = π ) - R
Figure 00000006
,
гдеWhere M = ( g r i V i 2 1 ) 1 ρ i r i
Figure 00000007
,
M = ( g r i V i 2 - one ) one ρ i r i
Figure 00000007
,
P x = 2 m C x ( α ) S
Figure 00000008
,
P x = 2 m C x ( α ) S
Figure 00000008
,
C 1 ( γ ) = 2 μ r k V k 2 ( γ )
Figure 00000009
,
C one ( γ ) = 2 μ r k - V k 2 ( γ )
Figure 00000009
,
C 2 ( γ ) = V k 2 ( γ ) r k 2 cos 2 θ k ( γ )
Figure 00000010
,
C 2 ( γ ) = V k 2 ( γ ) r k 2 cos 2 θ k ( γ )
Figure 00000010
,
Vi, θi, ri и ρi - текущие значения скорости КА, угла наклона вектора скорости КА к местному горизонту для траектории его движения, радиуса-вектора и плотности атмосферы соответственно;V i , θ i , r i and ρ i are the current values of the spacecraft velocity, the angle of inclination of the spacecraft velocity vector to the local horizon for the trajectory of its motion, radius vector and atmospheric density, respectively; rk - значение радиуса-вектора КА в точке выхода КА из атмосферы планеты;r k is the value of the spacecraft radius vector at the spacecraft exit point from the planet’s atmosphere; R - радиус планеты;R is the radius of the planet; g - ускорение силы тяжести на поверхности планеты;g is the acceleration of gravity on the surface of the planet; µ - гравитационный параметр планеты;µ is the gravitational parameter of the planet; Px - приведенная нагрузка на лобовую поверхность космического аппарата;P x - reduced load on the frontal surface of the spacecraft; ρ100 - значение априорной плотности атмосферы на высоте 100 км;ρ 100 - the value of the a priori density of the atmosphere at an altitude of 100 km; β - логарифмический коэффициент изменения плотности атмосферы от высоты;β is the logarithmic coefficient of change in the density of the atmosphere from height; m - масса космического аппарата;m is the mass of the spacecraft; S - площадь миделева сечения космического аппарата;S is the area of the mid-section of the spacecraft; Cx - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления космического аппарата,C x - aerodynamic drag coefficient of the spacecraft, сравнивают прогнозируемое значение высоты апоцентра hα2, рассчитанное при величине угла крена космического аппарата γ равном π рад с заданной высотой формируемой орбиты hα3 и при выполнении условия:comparing the predicted value of the apocenter height h α2 calculated at a roll angle of the spacecraft γ equal to π rad with a given height of the formed orbit h α3 and when the condition is fulfilled: hα2>hα3 h α2 > h α3 увеличивают значение угла атаки космического аппарата α на величину около ∆α', вычисляемое по формуле:increase the value of the angle of attack of the spacecraft α by a value of about Δα ', calculated by the formula: Δ α ' = ( α * * α * ) h α 2 h α 3 h α 1 h α 3
Figure 00000011
,
Δ α '' = ( α * * - α * ) h α 2 - h α 3 h α one - h α 3
Figure 00000011
,
гдеWhere α* - значение угла атаки космического аппарата, соответствующее максимальному значению аэродинамического качества космического аппарата;α * is the value of the angle of attack of the spacecraft, corresponding to the maximum value of the aerodynamic quality of the spacecraft; α** - значение угла атаки космического аппарата, соответствующее максимальному значению аэродинамического коэффициента лобового сопротивления космического аппарата;α ** is the value of the angle of attack of the spacecraft, corresponding to the maximum value of the aerodynamic coefficient of drag of the spacecraft; hα1 - прогнозируемое значение высоты апоцентра, рассчитанное при величине угла крена космического аппарата γ равном 0 рад;h α1 is the predicted height of the apocenter, calculated with a roll angle γ of the spacecraft equal to 0 rad; hα2 - прогнозируемое значение высоты апоцентра, рассчитанное при величине угла крена космического аппарата γ равном π рад;h α2 is the predicted value of the apocenter height calculated at a roll angle of the spacecraft γ equal to π rad; hα3 - заданная высота формируемой орбиты,h α3 - given height of the formed orbit, сравнивают текущее прогнозируемое значение высоты апоцентра переходной орбиты hα2(ti), рассчитанное при величине угла крена космического аппарата γ равном π рад с ее значением, вычисленным на предыдущем временном интервале hα2(ti-1) и при выполнении условия:comparing the current predicted height of the apocenter of the transitional orbit h α2 (t i ), calculated with a roll angle γ of the spacecraft equal to π rad with its value calculated on the previous time interval h α2 (t i-1 ) and if the condition: hα2(ti)<hα2(ti-1)h α2 (t i ) <h α2 (t i-1 ) устанавливают величину угла крена космического аппарата γ равно π рад и уменьшают значение угла атаки космического аппарата α на величину около ∆α”, вычисляемое по формуле:set the angle of heel of the spacecraft γ equal to π rad and reduce the angle of attack of the spacecraft α by about ∆α ”, calculated by the formula: Δ α " = ( α i 1 α * ) h α 2 ( t i ) h α 2 ( t i 1 ) h α 2 ( t i ) h α 3
Figure 00000012
,
Δ α " = ( α i - one - α * ) h α 2 ( t i ) - h α 2 ( t i - one ) h α 2 ( t i ) - h α 3
Figure 00000012
,
гдеWhere αi-1 - значение угла атаки космического аппарата, вычисленное на предыдущем временном интервале;α i-1 - the value of the angle of attack of the spacecraft, calculated on the previous time interval; α* - значение угла атаки космического аппарата, соответствующее максимальному значению аэродинамического качества космического аппарата;α * is the value of the angle of attack of the spacecraft, corresponding to the maximum value of the aerodynamic quality of the spacecraft; hα2(ti) - текущее прогнозируемое значение высоты апоцентра переходной орбиты, рассчитанное при величине угла крена космического аппарата γ равном π рад;h α2 (t i ) is the current predicted altitude of the apocenter of the transitional orbit, calculated with a roll angle of spacecraft γ equal to π rad; hα2(ti-1) - прогнозируемое значение высоты апоцентра переходной орбиты, рассчитанное при величине угла крена космического аппарата γ равном π рад на предыдущем временном интервале;h α2 (t i-1 ) - the predicted value of the height of the apocenter of the transitional orbit, calculated with a roll angle of the spacecraft γ equal to π rad in the previous time interval; hα3 - заданное значение высоты формируемой орбиты,h α3 - set value of the height of the formed orbit, сравнивают прогнозируемое значение высоты апоцентра hα2, рассчитанное при величине угла крена космического аппарата γ равном π рад, с заданной высотой формируемой орбиты hα3 и при выполнении условия:comparing the predicted value of the apocenter height h α2 , calculated with a roll angle γ of the spacecraft equal to π rad, with a given height of the formed orbit h α3 and when the condition is fulfilled: hα2=hα3 h α2 = h α3 устанавливают значение угла атаки космического аппарата равное около α*, соответствующее максимальному значению аэродинамического качества космического аппарата, и при этом установленном значении угла атаки космического аппарата равном около α* осуществляют его вылет из атмосферы планеты с последующей подачей разгонного импульса характеристической скорости в апоцентре переходной орбиты движения космического аппарата. set the value of the angle of attack of the spacecraft equal to about α * , which corresponds to the maximum value of the aerodynamic quality of the spacecraft, and at this set value of the angle of attack of the spacecraft is equal to about * spacecraft.
RU2012148785/11A 2012-11-19 2012-11-19 Method to control spacecraft placing into orbit of planet artificial satellite RU2520629C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012148785/11A RU2520629C1 (en) 2012-11-19 2012-11-19 Method to control spacecraft placing into orbit of planet artificial satellite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012148785/11A RU2520629C1 (en) 2012-11-19 2012-11-19 Method to control spacecraft placing into orbit of planet artificial satellite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012148785A true RU2012148785A (en) 2014-05-27
RU2520629C1 RU2520629C1 (en) 2014-06-27

Family

ID=50774951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012148785/11A RU2520629C1 (en) 2012-11-19 2012-11-19 Method to control spacecraft placing into orbit of planet artificial satellite

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2520629C1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2573695C1 (en) * 2014-09-16 2016-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт машиностроения" (ФГУП ЦНИИмаш) Control over spacecraft at its ascent to earth artificial satellite orbit
CN105253329B (en) * 2015-09-18 2017-04-05 北京理工大学 A kind of two pulse planets capture rail method based on weak stability boundaris
CN105511493B (en) * 2015-12-28 2018-04-03 北京理工大学 A kind of low rail constellation dispositions method based on martian atmosphere auxiliary

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1811129A1 (en) * 1976-09-03 1996-10-10 И.И. Шунейко Method of flying of hypersonic, suborbital and space vehicles
US4903918A (en) * 1987-05-28 1990-02-27 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Raked circular-cone aerobraking orbital transfer vehicle
FR2757824B1 (en) * 1996-12-31 1999-03-26 Europ Propulsion METHOD AND SYSTEM FOR LAUNCHING SATELLITES ON NON-COPLANAR ORBITS USING LUNAR GRAVITATIONAL ASSISTANCE
US6550720B2 (en) * 1999-07-09 2003-04-22 Aeroastro Aerobraking orbit transfer vehicle
US20050211828A1 (en) * 2004-03-09 2005-09-29 Aeroastro, Inc. Aerodynamic orbit inclination control
RU2005120143A (en) * 2005-06-29 2007-01-10 Олег Александрович Александров (RU) METHOD FOR TRANSPORTING TO SPACE AND RETURNING BACK TO OBJECTS OF COMPLEX CONFIGURATION AND HYPERSONIC Rocket Launcher for ITS IMPLEMENTATION
RU2376214C1 (en) * 2008-06-27 2009-12-20 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method to deliver crew from earth surface to near-lunar orbit and back to earth surface therefrom

Also Published As

Publication number Publication date
RU2520629C1 (en) 2014-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8818581B2 (en) Parafoil electronic control unit having wireless connectivity
EP3243756A1 (en) Orbit control device and satellite
O'Farrell et al. Overview of the ASPIRE project's supersonic flight tests of a strengthened DGB parachute
RU2012148785A (en) METHOD FOR CONTROLING THE SPACE DEVICE TO THE ORBIT OF AN ARTIFICIAL SATELLITE OF THE PLANET
Cutler et al. Energy harvesting and mission effectiveness for small unmanned aircraft
CN108454883A (en) A kind of power rises secondary rail control and reliably enters the orbit method and system
Jardin et al. Characterization of vortical structures and loads based on time-resolved PIV for asymmetric hovering flapping flight
CN104163244A (en) Unmanned plane parachuting method
US9096329B2 (en) Method and device for displaying the performance of an aircraft when climbing and/or descending
Goodrick Theoretical study of the longitudinal stability of high-performance gliding airdrop systems
Gnemmi et al. Concept of a gun launched micro air vehicle
Engblom et al. Virtual flight demonstration of the stratospheric dual-aircraft platform
Honda et al. D-SEND# 2 flight demonstration for low sonic boom design technology
Ward et al. Flight test results of recent advances in precision airdrop guidance, navigation, and control logic
RU87994U1 (en) TRANSPORT PLANNING MODULE
RU2014105471A (en) METHOD FOR CONTROLING SPACE VEHICLE WHEN IT IS DEBTING INTO ORBIT OF AN ARTIFICIAL SATELLITE OF THE PLANET
RU2725091C1 (en) Method of controlling space vehicle during flight of spacecraft from orbit of the moon to the earth&#39;s orbit
RU2575556C2 (en) Control over spacecraft at orbiting of artificial satellite orbit
Đokić et al. Zipline computational model forming and impact of influential sizes
RU2655645C1 (en) Method of probing upper atmosphere
Sostaric et al. Trajectory guidance for Mars robotic precursors: aerocapture, entry, descent, and landing
RU2573695C1 (en) Control over spacecraft at its ascent to earth artificial satellite orbit
Meckstroth et al. Aerodynamic modeling of small UAV for perching experiments
Koessler Towards the unification of static and dynamic soaring
RU2015101477A (en) A method for controlling the motion of a spacecraft in the active section of its launch into orbit of an artificial satellite

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner