Разработка методик анализа характеристик безопасного увода и формирования траекторий наведения в заданные районы посадки возвращаемого аппарата при аварии ракеты-носителя

• Автор: Улыбышев, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.07.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 163 с. : ил.

Оглавление

Список принятых сокращений
Введение
Глава 1. Основные проектно-баллистические задачи систем аварийного спасения. Обзор методов анализа и оптимизации аварийных траекторий движения в атмосфере. Постановка задачи
1.1. Обзор современных систем аварийного спасения и нештатных ситуаций при выведении PH
1.2. Типовая компоновка отделяемого головного блока
1.3. Краткий обзор вопросов анализа характеристик взрыва PH
1.4. Краткий обзор методов анализа и оптимизации траекторий движения в атмосфере
1.5. Постановка задачи и расчетные случаи аварийных ситуаций
Глава 2. Анализ характеристик безопасного движения ВА при
взрыве PH
2.1. Методика оценки воздействия УВ и требуемого времени задержки взрыва
2.2. Определение расстояния безопасного увода ОГБ при воздействии УВ
2.3. Расчет скоростей детонации и разлета осколков
2.4. Схема анализа опасности столкновения ОГБ с осколками
2.5. Математические модели движения осколка и ОГБ
2.6. Анализ характеристик относительного движения ОГБ и осколков
2.7. Определение зон безопасности при взрыве PH

Глава 3. Методики анализа и оптимизации аварийных
траекторий движения
3.1. Приближенный анализ аварийных траекторий движения с использованием карт изолиний
3.2. Частные производные траекторных параметров движения
ВА и их анализ
3.3. Оптимизация предельных траекторий с минимальной и максимальной дальностью
3.4. Оптимизация траекторий полета в атмосфере при ограничениях на ориентацию вектора тяги и время работы

Глава 4. Решение задач наведения возвращаемого аппарата в
заданные районы посадки
4.1. Методика оценки минимального количества районов приведения ВА
4.2. Построение и анализ карт изолиний районов приведения
4.3. Построение и анализ траекторий наведения ОГБ в заданный район
4.4. Сравнительный анализ диаграмм районов приведения
4.5. Наведение ОГБ при аварии на стартовом комплексе
4.6. Построение общей диаграммы районов приведения
Глава 5. Возможные варианты построения бортовых
алгоритмов для наведения ОГБ в заданный район
5.1. Исходные предпосылки
5.2. Алгоритм предиктор-корректор с расчетом частных производных по возмущенной траектории
5.3. Алгоритм предиктор-корректор с расчетом частных производных по номинальной траектории

5.4. Алгоритм линейной коррекции по условным частным производным
5.5. Статистическое моделирование и сравнительный анализ алгоритмов наведения
Выводы и заключение
Список литературы
Приложение 1. Таблица расчетных аварийных точек для
траектории выведения PH
Приложение 2. Семейства траекторий наведения в районы
посадки

2. Управляющий двигатель - решающий задачу разворота ОГБ в пространстве для наведения. Его параметры аналогичны УРД ОГБ.
3. Двигатель наведения - решающий задачу формирования требуемой траектории движения ОГБ для наведения ВА в заданный район. Его суммарный импульс и ускорение соответствуют параметрам ОРД.
1.5.3. Система аварийного спасения должна обеспечить надежное отделение ОГБ за минимальное время (от момента поступления команды «Авария» до начала разрушения PH), увод ОГБ за пределы опасной зоны при взрыве PH и безопасные (без соударений) относительные траектории движения. На участке выведения основные параметры движения PH (высота, скорость, скоростной напор, угловые отклонения, угловые скорости и т.д.) изменяются в широких диапазонах, что приводит к большому многообразию аварийных ситуаций. Полный анализ всех аварийных ситуаций баллистическими расчетами практически невозможен, поэтому выбирают несколько характерных расчетных случаев, которые в совокупности определяют работу средств аварийного спасения. Для анализа характеристик безопасного движения ОГБ в дальнейшем будем рассматривать следующие расчетные случаи, считая, что каждый из них сопровождается взрывом PH:
1. Авария на старте - она характерна необходимостью увода ОГБ на высоту, достаточную для срабатывания средств приземления, и на безопасное расстояние по дальности от места аварии. При определении опасной зоны в этом случае учитывается близость Земли и воздействие отраженной ударной волны, что приводит к усилению мощности взрыва.
2. Авария на начальном этапе работы первой ступени - она характерна тем, что PH почти полностью заправлена, но при этом находится на высоте, где уже можно не учитывать близость Земли для расчета ТНТ эквивалента взрыва.