- •1. Введение
- •1.1. Актуальность проблемы.
- •1.2. Цель работы
- •2. Исследование вопросов обеспечения посадки пилотируемых космических кораблей на территории России.
- •2.1. Исследование точностных характеристик сус тк «Союз тма»
- •2.1.1. Алгоритм наведения са в заданную точку посадки.
- •2.1.2. Методика оценки рассеивания точек посадки са.
- •2.1.3.Оценка точностных характеристик сус тк "Союз тма" при штатном спуске в различных вариантах эксплуатации.
- •2.1.3.1. Особенности проведения спуска кораблей «Союз тма»
- •2.1.3.2. Исходные данные расчетов.
- •2.1.3.3. Варианты и результаты статистических расчетов параметров рассеивания точек ввода парашютной системы.
- •2.1.4. Анализ численных результатов.
- •2.2. Выбор района посадки тк «Союз тма» на территории России в пределах штатного полигона.
- •2.2.1. Анализ прохождения трасс посадочных витков.
- •2.2.2. Выбор района посадки и анализ его пригодности.
- •2.3. Способы построения систем высокоточного управления спуском пилотируемых са скользящего типа.
- •2.3.1. Анализ точности автономных сус.
- •2.3.2. Комбинированные сус.
- •2.3.3. Алгоритм наведения сус на конечном участке.
- •3. Разработка программно – математического обеспечения службы бно цуп для оперативного обеспечения спусков тпк «Союз тма»
- •3.1. Пмо обмена стандартных баллистических форм.
- •3.2. Пмо визуализации траектории спуска.
- •4. Организационно – экономическая часть.
- •4.1. Введение
- •4.2. Расчет трудоемкости разработки пп.
- •4.2.3.Трудоемкость разработки технического проекта:
- •4.2.4. Трудоемкость разработки рабочего проекта:
- •4.3. Определение цены программной продукции.
- •4.3.3. Обязательные взносы в фонды социального страхования
- •4.4. Заключение.
- •5. Охрана труда и экология.
- •5.1. Введение
- •5.2. Анализ условий труда на рабочем месте инженера – исследователя.
- •5.2.1. Схема рабочего помещения
- •5.2.2. Вредные факторы
- •5.2.3. Электробезопасность.
- •5.2.4. Пожарная безопасность.
- •5.2.5. Общая гигиеническая оценка условий труда.
- •5.3. Расчет шума на рабочем месте
- •5.3.1. Выявление источников шума и определение их шумовых характеристик.
- •5.3.3. Расчет уровней звукового давления Lр в расчетных точках
- •5.4. Экологическая безопасность спуска пилотируемого аппарата.
- •6. Список использованной литературы:
3.2. Пмо визуализации траектории спуска.
Постановка задачи:
Разработка программного обеспечения для визуализации траектории спуска ТПК «Союз ТМА» и ТПК «Союз ТМА-М».
По результатам исследования точностных характеристик СУС ТК «Союз ТМА» построить круг рассеивания точек посадки СА.
Разработка графической формы для основного витка посадки ТПК «Союз ТМА» и ТПК «Союз ТМА-М».
Составные части программы:
Главное окно программы:
Рис. 3.2 Основная форма.
Основная форма программы состоит из двух областей: в первой отображается стандартная баллистическая форма 516D, а вторая область, служит для контроля вывода на экран широты и долготы трассы спуска.
Также для улучшения интерфейса, в программе есть главное меню, через которое можно открыть нужную форму и посмотреть карту районов посадки. Вид главного окна программы после открытия формы 516D представлен на рис.3.3 .
Рис.3.3 Главное окно после открытия формы 516D.
Описание стандартной баллистической формы 516D.
Форма 516D содержит информацию о траектории ТПК «Союз ТМА» и ТПК «Союз ТМА-М» на последнем витке полета. Для автоматического управляемого спуска вывод информации происходит с шагом в 30с. Для баллистического спуска – с шагом 2мин.
516-2270-003-123
Ф-516 СОЮЗ ТМА-М BИTОK 2628 (01) ДATA 16.03.11 HУ-27
CПУCK CKД-ИKB-ИCK-AУC ИMП=115,20 M/C TДУ=0256,0C C БО
KPEH ЛEBЫЙ
BPEMЯ BЫCОTA ШИPОTA ДОЛГОTA УДAЛEHИE CKОPОCTЬ
09.54.30 362,3 -37.40 322.49 14075 7,379
09.55.00 361,6 -36.26 324.35 13866 7,366
09.55.30 360,9 -35.10 326.18 13657 7,354
09.56.00 360,0 -33.53 327.57 13448 7,342
09.56.30 359,0 -32.34 329.33 13240 7,330
09.57.00 357,7 -31.14 331.05 13032 7,318
09.57.30 356,3 -29.52 332.35 12825 7,307
09.58.00 354,5 -28.30 334.02 12617 7,295
09.58.30 352,5 -27.07 335.27 12410 7,289
09.59.00 350,2 -25.42 336.49 12203 7,292
09.59.30 347,6 -24.17 338.09 11996 7,295
10.00.00 344,9 -22.51 339.27 11788 7,299
10.00.30 341,9 -21.24 340.44 11581 7,302
10.01.00 338,8 -19.56 341.59 11373 7,306
10.01.30 335,4 -18.27 343.13 11165 7,310
10.02.00 331,9 -16.58 344.25 10957 7,315
10.02.30 328,1 -15.28 345.36 10748 7,319
10.03.00 324,2 -13.58 346.46 10540 7,324
10.03.30 320,1 -12.27 347.55 10331 7,329
10.04.00 315,8 -10.55 349.04 10122 7,334
10.04.30 311,3 -09.23 350.12 09912 7,340
10.05.00 306,7 -07.51 351.19 09702 7,345
10.05.30 301,9 -06.18 352.25 09492 7,351
10.06.00 296,9 -04.45 353.32 09282 7,357
10.06.30 291,8 -03.12 354.38 09072 7,363
10.07.00 286,6 -01.39 355.44 08861 7,370
10.07.30 281,2 -00.05 356.50 08649 7,376
10.08.00 275,7 +01.29 357.56 08438 7,383
10.08.30 270,1 +03.03 359.03 08226 7,390
10.09.00 264,3 +04.37 000.09 08013 7,397
10.09.30 258,5 +06.11 001.17 07800 7,404
10.10.00 252,5 +07.45 002.24 07587 7,411
10.10.30 246,5 +09.19 003.33 07373 7,418
10.11.00 240,4 +10.53 004.42 07159 7,426
10.11.30 234,1 +12.26 005.53 06945 7,433
10.12.00 227,8 +14.00 007.04 06730 7,441
10.12.30 221,5 +15.33 008.16 06515 7,449
10.13.00 215,0 +17.06 009.30 06299 7,457
10.13.30 208,5 +18.38 010.46 06083 7,465
10.14.00 202,0 +20.11 012.03 05866 7,473
10.14.30 195,4 +21.42 013.22 05649 7,481
10.15.00 188,8 +23.13 014.43 05431 7,489
10.15.30 182,2 +24.43 016.06 05213 7,497
10.16.00 175,5 +26.13 017.31 04995 7,505
10.16.30 168,8 +27.41 019.00 04776 7,513
10.17.00 162,2 +29.09 020.31 04556 7,522
10.17.30 155,5 +30.36 022.04 04336 7,530
10.18.00 148,8 +32.01 023.42 04115 7,538
10.18.30 142,2 +33.25 025.22 03894 7,546
10.19.00 135,5 +34.48 027.07 03673 7,555
10.19.30 128,9 +36.09 028.55 03451 7,563
10.20.00 122,4 +37.28 030.48 03228 7,571
10.20.30 115,9 +38.45 032.45 03005 7,579
10.21.00 109,4 +40.00 034.47 02782 7,587
10.21.30 103,0 +41.13 036.54 02558 7,594
10.22.00 096,6 +42.23 039.06 02334 7,601
10.22.30 090,4 +43.30 041.23 02109 7,606
10.23.00 084,2 +44.35 043.46 01884 7,605
10.23.30 078,2 +45.35 046.15 01659 7,589
10.24.00 072,5 +46.32 048.48 01434 7,541
10.24.30 066,9 +47.25 051.26 01212 7,427
10.25.00 061,8 +48.13 054.04 00994 7,192
10.25.30 056,9 +48.57 056.40 00786 6,780
10.26.00 052,4 +49.35 059.08 00593 6,156
10.26.30 048,1 +50.08 061.22 00422 5,336
10.27.00 043,9 +50.35 063.16 00279 4,336
10.27.30 039,5 +50.53 064.48 00166 3,264
10.28.00 033,7 +51.02 065.55 00087 2,159
10.28.30 027,6 +51.04 066.37 00039 1,169
10.29.00 021,8 +51.03 066.57 00015 0,562
10.29.30 015,6 +51.02 067.06 00004 0,305
10.29.56 010,7 +51.01 067.09 00000 0,215
ПEPEXОД HA БAЛЛИCTИЧECKИЙ CПУCK
10.22.00 096,6 +42.23 039.06 02334 7,601
10.24.00 071,9 +46.32 048.48 01434 7,543
10.26.00 044,3 +49.26 059.01 00608 5,500
10.28.02 010,7 +50.03 062.06 00374 0,208
После открытия и распознавания формы 516D, появляется возможность сразу посмотреть на трассу спуска, для этого нужно нажать кнопку «Карта» на главной форме программы или в главном меню. После этого появится трасса спуска на территории Казахстана, с указанием района падения, а также с кругом рассеивания равным 20км (рис.3.4).
Рис.3.4 Трасса спуска.
В верхней части карты располагается название корабля, для которого была посчитана спусковая форма.
Для контроля построения трассы спуска, есть возможность использовать другую карту (Рис. 3.5)
Рис 3.5 Карта для проверки.
Для просмотра графической формы (рис.3.6), необходимо кликнуть на карте по району посадки.
Рис. 3.6 Графическая форма
Графическая форма состоит из 3-х основных частей:
Верхняя часть с картой трассы спуска и кругом рассеивания 20км.
Левая нижняя часть с подробной картой района посадки и кругом рассеивания 20км.
Правая нижняя часть, в которой находится стандартная баллистическая форма 515, а также дополнительные сведения для посадочной комиссии.
Для открытия формы 515 предусмотрено главное меню, в котором есть возможность выбора нужной формы. Также предусмотрено редактирование, как самой формы, так и дополнительной информации.
2.5 Описание стандартной баллистической формы 515.
Форма 515 содержит данные об этапах спуска КА типа «Союз ТМА» и «Союз ТМА-М» . Выдается на штатный спуск и досрочные спуски на 2-3 витках.
Форма 515 имеет следующий вид:
515-2160-029-001
Ф-515 СОЮЗ ТМА-20 BИTОK 1684 (01) ДATA 15.01.11 HУ-16
CПУCK CKД-ИKB-ИCK-AУC ИMП=115,20 M/C TДУ=0259,7C C БО KPEH ЛEBЫЙ
BPEMЯ BЫCОTA ШИPОTA ДОЛГОTA CKОPОCTЬ ПEPEГP
BKЛЮЧEHИE ДУ 10.07.35 368,4 -41.44 318.53 7,385 0,00
ВЫКЛЮЧЕНИЕ ДУ 10.11.55 360,4 -31.03 334.04 7,282 0,05
PAЗДEЛEHИE ОT ПBУ 10.32.54 140,0 +32.17 026.47 7,551 0,00
ВХОД B ATMОCФEPУ 10.35.51 101,7 +40.05 037.43 7,598 0,00
НАЧАЛО УППАВЛEHИЯ 10.37.33 080,5 +44.03 045.22 7,601 0,08
MAKC. ПEPEГPУЗKA 10.42.03 037,2 +50.38 065.16 2,871 4,04
КОМ. НА BBОД ОCП 10.44.17 010,7 +50.56 067.10 0,221 1,25
ПОCAДKA 10.59.17 000,0 +50.56 067.10 0,000 1,00
BBОД ОCП ПPИ БC 10.42.19 010,7 +49.27 061.58 0,209 1,30
УДAЛEHИE TП ОT Г. APKAЛЫK 78 KM, AЗИMУT 014,2 ГPAД
BОCXОД CОЛHЦA B TП 06.28 ЗAXОД 14.54
Описание выполненной работы.
1) На первом этапе был осуществлен анализ стандартной баллистической формы 516D. Затем был написан модуль пересчета координат широты и долготы из формата «градусы, минуты» в формат «градусы, доли градуса». Затем была осуществлена проверка корректности перевода.
2) На втором этапе были выбраны карты для, наиболее подходящие для визуализации трассы спуска. На этом этапе была решена проблема перевода координат из гринвичской системы координат, в экранную. Для этого были использованы формулы перевода:
где Х,Y координаты в экранной СК, а x,y координаты в ГСК.
3) На третьем этапе было проанализировано рассеивание ТПК «Союз ТМА» и ТПК «Союз ТМА-М» при автоматическом управляемом спуске. Исходя из результатов исследования, а также руководствуясь принятыми нормативными документами, регламентирующими рассеивание точек посадки ТПК, был выбран круг рассеивания радиусом 20 км. После этого был написан модуль пересчета и изображения этого круга на карте, согласно методике, изложенной в п. 2)
4) На четвертом этапе был окончательно утвержден вид графической формы. Был написан модуль включения в нее формы 515 и окна с дополнительной информацией для посадочной комиссии.
5) Далее были включены в программу карты для всех районов посадки, а также карты, учитывающие направление бокового маневра СА. Также был доработан модуль графического отображения круга рассеивания на подробной карте района посадки.
6) Затем был написана процедура интерполяции функции полиномом Лагранжа, который имеет вид:
где
- заданная функцияв узлах интерполяцииt0, t1, … ,tm,
. (3.2)
Преобразуем (3.2) к виду, удобному для вычислений, считая, что .
Введем замену переменной:
,
тогда
,
Числитель примет вид:
.
Знаменатель примет вид:
.
Введем обозначения:
тогда
.
Для вычисления воспользуемся рекуррентными формулами:
, ,
, ,
(i=m-1, m-2, …, 1, 0).
7) На конечном этапе разработки было проведено тестирование программы для ТПК «Союз ТМА-19» для 4-х вариантов спуска и ТПК «Союз ТМА-М», на основном витке посадки.