- •Оглавление
- •Предисловие к тому
- •Список используемых сокращений
- •Раздел 1. ФИЗИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ КОСМИЧЕСКОГО ПОЛЕТА
- •Глава 1.1 Время и системы координат
- •1.1.1. Время
- •1.1.2. Системы координат
- •1.1.3. Преобразования между системами координат
- •Глава 1.2. Солнечная система
- •1.2.1. Солнце
- •1.2.2. Планеты
- •1.2.3. Спутники и кольца планет
- •1.2.4. Астероиды и карликовые планеты
- •1.2.5. Объекты пояса Койпера. Кометы
- •Глава 1.3. Физические особенности Земли
- •1.3.1. Гравитационное поле и фигура Земли
- •1.3.2. Атмосфера Земли
- •1.3.3. Магнитное поле Земли
- •1.3.4. Корпускулярная радиация в околоземном космическом пространстве
- •1.3.5. Космический мусор и его характеристики
- •Раздел 2. МЕХАНИКА ПОЛЕТА
- •2.1.1. Способы выведения космических аппаратов на орбиту
- •Глава 2.2. Орбитальное движение
- •2.2.1. Невозмущенное орбитальное движение
- •2.2.1.1. Задача двух тел
- •2.2.1.2. Интегралы и уравнение Кеплера
- •2.2.1.3. Орбитальные элементы
- •2.2.1.4. Определение орбит в задаче двух тел
- •2.2.2. Возмущенное орбитальное движение
- •2.2.2.2. Влияние сжатия и атмосферы Земли на движение ИСЗ
- •2.2.2.3. Баллистические модели движения ИСЗ
- •2.2.4. Баллистические условия полета КА
- •2.2.5. Особые орбиты искусственных спутников Земли
- •2.2.5.1. Геостационарные орбиты
- •2.2.5.6. Критическое наклонение и орбиты типа «Молния»
- •Глава 2.3. Межорбитальные перелеты космических аппаратов
- •2.3.1. Понятие космического перелета. Перелет с конечной тягой, импульсный перелет
- •2.3.2. Реактивная сила. Формула Циолковского
- •2.3.4. Необходимые условия оптимальности перелета
- •2.3.5. Случай центрального ньютоновского гравитационного поля
- •2.3.6. Некоторые импульсные перелеты
- •2.3.7. Перелеты между околокруговыми орбитами
- •2.3.8. Оптимальные перелеты с конечной тягой
- •2.4.1. Управление геостационарной орбитой
- •2.4.2. Поддержание высокоэллиптических орбит
- •2.4.3. Поддержание высотного профиля полета Международной космической станции
- •2.4.4. Поддержание солнечной синхронности круговой орбиты
- •2.4.5. Поддержание стабильности местного времени прохождения восходящего узла круговой ССО
- •2.4.6. Управление высотой и трассой низкой круговой орбиты
- •2.4.7. Разведение спутников на круговой орбите
- •Глава 2.5. Спутниковые системы
- •2.5.1. Спутниковые системы и их баллистическое проектирование
- •2.5.2. Спутниковые системы непрерывного зонального обзора на круговых орбитах
- •2.5.2.1. Спутниковые системы на основе полос непрерывного обзора
- •2.5.2.2. Кинематически правильные спутниковые системы
- •2.5.3. Спутниковые системы периодического зонального обзора на круговых орбитах
- •2.5.3.1. Предпосылки создания современной теории периодического обзора
- •2.5.3.2. Регулярные спутниковые системы
- •2.5.3.3. Элементы маршрутной теории оптимизации спутниковых систем периодического обзора
- •2.5.3.4. Некоторые закономерности оптимальных решений
- •2.5.4. Спутниковые системы непрерывного локального обзора на эллиптических орбитах
- •2.5.5. Управление спутниковыми системами на круговых орбитах
- •Глава 2.6. Лунные и межпланетные траектории
- •2.6.1. Лунные траектории космических аппаратов
- •2.6.2. Траектории полета к планетам, астероидам, кометам
- •Глава 3.1. Типы (классификация) аэродинамических компоновок
- •3.1.3. Многоблочные компоновки с продольным разделением ступеней
- •3.1.4. Многоблочные компоновки с продольным делением ступеней и навесными полезными грузами
- •3.1.5. Выступающие и отделяемые элементы конструкции
- •3.3.1. Экспериментальные методы исследований
- •3.3.3. Аналоговые испытания
- •3.3.4. Численные методы расчета аэродинамических характеристик ракет
- •3.4.1. Ветровое воздействие на ракету при старте и транспортировании. Влияние стартовых сооружений и транспортировочных агрегатов
- •3.4.2. Ветровые нагрузки вблизи земли
- •3.4.3. Местные нагрузки при обтекании стационарным потоком
- •3.4.4. Распределенные аэродинамические нагрузки
- •3.4.5. Статическая устойчивость
- •3.4.6. Аэродинамические характеристики стабилизирующих устройств
- •3.4.8. Разделение ступеней ракет
- •3.4.9. Круговые аэродинамические характеристики тел вращения
- •3.4.11. Аэродинамическое воздействие на полезный груз в процессе отделения створок головных обтекателей
- •3.4.12. Аэродинамика отделяемых ступеней и элементов конструкции. Зоны падения (отчуждения)
- •3.5.3. Влияние струй двигателей на аэродинамические характеристики
- •3.5.4. Аэродинамическое нагружение выступающих элементов конструкции. Методы снижения нагрузок
- •3.5.5. Аэродинамические характеристики блоков многоблочных ракет в процессе их отделения
- •3.6.4. Дренирование элементов конструкции
- •3.6.5. Авиационное транспортирование
- •Глава 3.7. Термостатирование отсеков ракет при наземной подготовке
- •3.7.1. Задачи термостатирования. Ограничения. Методы решения
- •3.8.2. Классификация пусковых установок по их конструктивным схемам
- •3.8.4. Особенности тепловых процессов при старте
- •Глава 3.10. Собственная атмосфера космических аппаратов и ее влияние на функционирование приборов и систем
- •3.10.1. Экспериментальные исследования собственной внешней атмосферы космических аппаратов и станций
- •3.10.2. Особенности изменения давления в негерметичных отсеках геостационарных спутников
- •Глава 3.11. Загрязнение поверхностей космических аппаратов и методы его уменьшения
- •3.11.1. Источники загрязнения космических аппаратов
- •Глава 3.12. Аэрогазодинамика спускаемых аппаратов
- •3.13.2. Метеороиды
- •3.13.3. Космический мусор
- •3.13.4. Расчет вероятности непробоя КА метеороидами и техногенными частицами
- •3.13.5. Воздействия микрометеороидов и техногенных частиц на поверхность космического аппарата
- •3.14.2. Акустика и пульсации давления при старте ракет
- •3.14.3. Аэроакустические воздействия на ракеты в полете
- •3.14.4. Акустические воздействия на космические аппараты при наземной подготовке и в полете
- •4.2.1. Цели классификации
- •4.2.3. Систематическая классификация
- •Глава 4.3. Создание космических комплексов
- •4.3.2. Принципы обеспечения качества и надежности
- •4.3.3. Порядок создания космических комплексов
- •5.1.1. Теоретические основы проектирования летательных аппаратов
- •5.2.2. Схема многоуровневого исследования модернизации ракетного комплекса. Состав задач и математические модели
- •5.2.4. Задача оптимизации параметров модификаций ЛА. Математическая модель
- •5.2.6. Исследование эффективности модернизации РК
- •5.2.7. Анализ модификации ЛА с РДТТ при наличии неконтролируемых факторов
- •5.3.3. Проектирование топливных баков
- •5.3.4. Цилиндрические оболочки
- •Глава 5.5. Модели и методы исследования устойчивости и управляемости баллистических ракет
- •5.5.3. Исследование устойчивости продольных колебаний БР
- •Раздел 6. СРЕДСТВА ВЫВЕДЕНИЯ
- •Глава 6.1. Общая концепция
- •6.2.3 Ракеты носители «Циклон», «Зенит», «Зенит 3 SL»
- •6.3.3. МТКС «Спейс Шаттл»
- •Глава 6.4. Разгонные блоки
- •6.4.1. Разгонные блоки типа ДМ
- •6.4.2. Разгонные блоки типа «Бриз»
- •6.4.3. Разгонные блоки типа «Фрегат»
- •Глава 7.1. Жидкостные ракетные двигатели
- •7.1.1. Принципиальная схема ЖРД
- •7.1.3.1. Запуск
- •7.1.3.2. Работа ЖРД в полете
- •7.1.3.3. Автоматика ЖРД
- •7.1.3.4. Обеспечение устойчивой работы
- •7.1.4. Камера
- •7.1.4.1. Газодинамический расчет
- •7.1.4.2. Профилирование камеры
- •7.1.4.3. Тепловой расчет камеры
- •7.1.4.4. Конструирование камеры
- •7.1.4.5. Изготовление камеры
- •7.1.5. Газогенератор
- •Глава 7.2. Стендовые испытания двигательных установок
- •7.2.1. Задача отработки
- •7.2.2. Методика экспериментальной отработки жидкостных ракетных двигательных установок
- •7.2.4. Комплексные испытания пневмогидравлических систем и двигательных установок
- •Глава 8.1. Системы управления средств выведения
- •8.1.1. Назначение и область применения системы управления средств выведения
- •8.1.3. Функциональная структура и приборный состав систем управления средств выведения
- •8.1.4. Бортовой вычислительный комплекс и взаимодействие смежных систем
- •8.1.5. Навигация и наведение. Терминальное управление
- •8.1.6. Точность управления выведением полезного груза
- •8.1.7. Этапы развития систем управления средств выведения
- •8.1.9. Надежность и стойкость систем управления к помехам
- •8.1.10. Организация и обработка потоков информации о работе систем управления
- •8.1.11. Тенденция развития систем управления средств выведения
- •8.2.1. Бортовая аппаратура системы управления
- •8.2.2. Бортовое программное обеспечение
- •8.2.4. Наземная аппаратура системы управления
- •Глава 8.3. Системы разделения
- •8.3.1. Требования к системам разделения
- •8.3.2. Основные типы систем разделения
- •8.3.3. Исполнительные элементы систем разделения
- •8.3.4. Силы, действующие на разделяемые тела
- •8.3.5. Расчет систем разделения
- •8.3.6. Экспериментальная отработка систем разделения
- •8.3.7. Расчет надежности
- •8.5.1. Система одновременного опорожнения баков
- •8.5.2. Потребное давление наддува баков
- •Глава 8.6. Управление двигательной установкой
- •Глава 8.7. Исполнительные органы
- •Глава 8.8. Исполнительные приводы систем управления
Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М., Андреев А.Н. Ракетно-космическая техника. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 В двух книгах. Книга первая
868 |
Глава 8.2. CУ РН «СОЮЗ 2» |
|
|
Рис. 8.2.4. Схема связи СУ с РМ:
1, 2 — потенциометры обратной связи; Uпос — код с ПОС 1, 2; Iк — управляющие коды с усилителя мощности
Система электропитания предназначена для обеспечения подачи напряжения 30 В на аппаратуру СУ.
8.2.2. БОРТОВОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
Структура бортового программного обеспе
Программное обеспечение, используе БЦВК, состоит из различных модулей.
Его конфигурация для испытательных режи мов работы СУ определяется загрузкой необ ходимого набора модулей, хранящихся в памя ти компьютера, в память центрального компь ютера БЦВС.
В режимах предстартовой подготовки на стартовый комплекс из наземной аппаратуры СУ загружаются модули программ спецвычис4 литель наземного устройства (СВНУ ), для управления конфигурацией задач СВНУ, учета паспортных параметров ККП.
Модули программ задач управления по летом РН загружаются в память центрального компьютера БЦВК в конце предстартовой подготовки РН. Управление конфигурацией
программы полета осуществляется через мас сив ПЗ, состав которого рассчитывается в за висимости от миссии РН. ПЗ загружается в ОЗУ центрального компьютера БЦВС по окончанию решения задач СВНУ в конце ре жима предстартовой подготовки.
Конфигурация загрузки программных модулей в запоминающие устройства модулей ЦВС. В запоминающие устройства модулей ЦВС на заводе изготовителе загружаются различные программы. В ПЗУ СМ заносится программа загрузчик, обеспечивающая ввод всех программ, загруженных в запоминаю щие устройства модулей ЦВС, для режимов комплексных проверок, предстартовой под готовки и полета. В ПЗУ ВМ ССН заносятся программы приема и обработки данных (по тракту GPS).
Структура бортового программного обес печения. В состав загружаемого в запоминаю щее устройство периферийного вычислителя СМ и ВМ ЦВС программного обеспечечения входят:
программы расчета элементарных мате матических функций, обмена, диспетчеры,
Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М., Андреев А.Н. Ракетно-космическая техника. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 В двух книгах. Книга первая
СИСТЕМА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РАБОТЫ РН В ПОЛЕТЕ |
869 |
|
|
реализующие временные диаграммы и цикло граммы всех участков;
программные модули операционной сис темы вычислительного процесса ВМ, расчет ных и логических функциональных блоков, формирования выходных команд и управляю щих сигналов БЦВК, а также формирования информации для выдачи в систему телеизме рений, встроенного контроля работоспособно сти ЦВС и управления конфигурацией вклю чения резервнного оборудования
Данный комплекс программных модулей реализует исполнение всех задач в соответст вии с заданными алгоритмами полета.
Структура данных, используемых полетной программой БЦВК. Параметры пуска (миссии), определяющие временную диаграмму полета, систем стабилизации, спутниковой коррек ции, данные о траектории выведения, содер жатся в массиве ПЗ (массив Ма2), записывае мом перед пуском в память БЦВК.
Параметры ПЗ отражают структуру функ циональных задач основных полетных пара метров, в которую входят параметры:
навигационной задачи и системы наведе
ния;
системы стабилизации; спутниковой коррекции; СУ расходом топлива; диагностики ККП.
Параметры пуска, включающие харак теристики геодезического обеспечения в точке пуска, ориентацию осей РН относи тельно направления на север, баллистиче ский пеленг для наведения ГСП, паспортные параметры ККП, признак полезной нагрузки (тип обтекателя) содержатся в соответствую щем массиве.
Массивам ПМО соответствуют контроль ные суммы.
Функционирование полетной программы.
Полетная программа выполняется парал лельно в трех каналах ВМ ЦВС. Механизм голосования (логика «два» из «трех» про граммного пословного сравнения в СМ ЦВС) дает возможность выбирать достовер ные данные при любой одной возможной неисправности в каналах резервирования ВМ ЦВС без отключения вычислительного процесса обработки данных.
В состав БЦВК введено устройство (квар цевое) синхронизации, обеспечивающее с вы сокой стабильностью выработку циклических меток (1мс).
Решение задач полетной программы ор ганизовано по жестким циклограммам. Основ ной цикл Т0 60 мс работы ЦВС при выпол нении полетной программы организуется с помощью счетчиков в СМ ЦВС, обрабатываю щих заданное количество меток.
8.2.3. СИСТЕМА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ РАБОТЫ РН В ПОЛЕТЕ
На активном участке полета система управления РН контролирует возникновение на борту аварийных ситуаций. При их возник новении система управления формирует необ ходимые команды на прекращение аварийного полета и выдает в полезную нагрузку сигнал «Авария».
Критериями аварийного функционирова ния РН являются:
1.Потеря управляемости — превыше ние допустимых величин рассогласования между программными и текущими значения ми углов тангажа, рыскания, крена и угло вых скоростей. Данный критерий формиру ется в БЦВК на основании обработки теку щих данных ККП.
2.Невыдача команды на разделение I и
II ступеней, |
на начало запуска дви |
гателя III |
внутри допустимых диапа |
зонов времени |
Данный критерий формиру |
ется БЦВК и обобщенно контролирует ре зультаты ненормального функционирования I и II ступеней, приводящего к недопустимо му недобору скорости РН, свидетельствую щему о нецелесообразности продолжения полета. Определение скорости производится по данным маятниковых акселерометров ка ждого ТГС.
3.Преждевременное отделение бокового блока определяется в БЦВК при отставании бокового блока от центрального.
4.Снижение тяги двигателя III й ступени.
5.Отказ ККП реализуется в БЦВК в слу чае отказа двух ТГС на основании диагности ческого слова ТГС и анализа информации, из меряемой двумя ТГС (отказ одного любого ТГС на точностные характеристики управле ния полетом РН не влияет).
6.Отказ БЦВК формируется в сигнальном командном устройстве (СКУ ) блока III ступени по аппаратному признаку аварийности БЦВК — прекращение поступления в СКУ от БЦВК по кодовой магистрали сигнала «Исправность БЦВК» в течение 0,18 с.
Аджян А.П., Аким Э.Л., Алифанов О.М., Андреев А.Н. Ракетно-космическая техника. Машиностроение. Энциклопедия. T. IV-22 В двух книгах. Книга первая
870 |
Глава 8.2. CУ РН «СОЮЗ 2» |
|
|
Рис. 8.2.5. Структурная схема СУ по формированию сигнала «Авария» РН «Союз 2»
Структурная схема СУ формирования сигнала «Авария» РН «Союз 2» приведена на рис. 8.2.5.
8.2.4. НАЗЕМНАЯ АППАРАТУРА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Наземная аппаратура СУ (НАСУ) отно сится к классу ремонтопригодных управляю щих систем, выполняющих свою основную функцию — автоматическую предстартовую подготовку — в режиме реального времени по сигналам от системы единого времени.
Оптимальное построение таких систем по критериям надежности выполнения основной задачи с учетом объема запасных частей, стои мостей изготовления и создания ПМО обеспе чивают двухканальной резервированной структурой, в которой соблюден принцип вы полнения основной задачи при отказе одного канала НАСУ.
НАСУ выполнена в виде двухуровневой структуры с агрегатно модульным построе нием на основе базового ряда аппарат но программных модулей в унифицирован ных конструктивах.
В состав НАСУ входят:
двухканальный прибор управления ракет ным стартом (ПУРС), предназначенный для централизованного автоматизированного зада ния режимов работы СУ;
ЭВМ в каждом канале ПУРС, обеспечи вающая выполнение при помощи ПУРС задач по управлению режимами, вводу и хранению необходимой информации, кодовому взаимо действию с бортовой аппаратурой системы управления (БАСУ ), и являющаяся средством отображения и регистрации информации о хо де и результатах выполнения штатных режи мов НАСУ;
двухканальный прибор цифровой управ ляющий, осуществляющий прием и преобра зование сигналов, контроль достоверности преобразования, взаимодействие с БАСУ и системами стартового комплекса по релей ным и аналоговым сигналам и кодовое взаи модействие с ПУРС;
прибор контроля цепей, обеспечиваю щий контроль правильности стыковки соеди нителей НАСУ и БАСУ, проверку разобще ния цепей СУ с корпусом и взаимодействие с ПУРС по передаче результатов проверки для отображения и регистрации;
аппаратура приема альманаха, предна значенная для приема информации от нави гационных ИСЗ систем «ГЛОНАСС» и «Nav star»;
приборы датчиков тока для съема, преоб разования и выдачи токов, протекающих в це пях, контролируемых НАСУ;
аппаратура электропитания НАСУ для обеспечения приборов НАСУ и БАСУ элек