Статистический анализ движения неуправляемых лёгких спускаемых аппаратов

• Автор: Никонова, Ирина Анатольевна
• Шифр специальности: 05.07.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 175 с. : ил.

Список условных сокращений

Введение

1 Аналитический обзор и решаемые задачи

1.1 Статистические методы моделирования

1.2 Математические модели и методы анализа движения спускаемых аппаратов

1.3 Методы оценки значимости возмущений

1.4 Решаемые задачи и схема исследований

2 Описание и анализ возмущений, действующих на СА при спуске с орбиты

2.1 Возмущения, связанные с начальными условиями движения СА

2.2 Возмущения среды и неточность знания аэродинамических характеристик С А
2.3 Возмущения, связанные с малой статической асимметрией СА
2.4 Возмущения, возникающие при возвращении СА с помощью орбитальной тросовой системы
3 Статистический анализ движения классических спускаемых аппаратов на внеатмосферном и атмосферном участках полёта
3.1 Системы координат. Аэродинамические силы и моменты, действующие на спускаемый аппарат в атмосфере
3.2 Уравнения движения
3.3 Статистический анализ движения С А на внеатмосферном участке полёта
3.4 Статистический анализ вращательного движения симметричного СА в атмосфере
3.5 Анализ влияния асимметрии на законы распределения контролируемых характеристик вращательного движения С А

4 Статистический анализ движения лёгких СА капсул, возвращаемых с помощью тросовой системы
4.1 Статистический анализ движения лёгких СА на внеатмосферном участке полёта
4.2 Рассеивание траекторий движения лёгких СА, возвращаемых с помощью орбитальной тросовой системы
4.3 Статистический анализ движения вокруг центра масс симметричного лёгкого СА
4.4 Влияние асимметрии на законы распределения контролируемых характеристик движения лёгкого С А относительно центра масс
5 Автоматизированная информационная система статического анализа движения СА в атмосфере
5.1 Информационно-логическая модель функционирования системы
5.2 Конструкторско-технологическая часть
Заключение
Список литературы
Приложение А Математическое описание движения СА в атмосфере
А.1 Системы координат
А.2 Уравнения движения
А.З Начальные условия,
Приложение Б. Таблицы зависимости аэродинамических коэффициентов от числа Маха и высоты

Список условных сокращений
UML (Unified Modeling Language) - унифицированный язык моделирования;
YES2 - Young Engineers' Satellite - второй спутник молодых инженеров; АИС - автоматизированная информационная система;
БД - база данных;
ИСЗ - исскуственный спутник Земли;
КА — космический аппарат;
ЛА — летательный аппарат;
МКС - международная космическая станция;
МНК - метод наименьших квадратов;
МСИ - метод статистических испытаний;
MCJI - метод статистической линеаризации;
СА - спускаемый аппарат;
СК - спускаемая капсула;
СКО - среднее квадратическое отклонение;
СУБД - система управления базами данных;
ТДУ - тормозная двигательная установка;
ТС - тросовая система;
ТТ - твёроде тело.

Будем считать, что направление оси динамической симметрии СА равновероятно в конусе с углом полураствора А<2шах. Ось конуса - это номинальное положение оси. Тогда отношение площадей основания сферических конусов с углами полураствора А ОС < А«тах и А«тах даёт
функцию распределения ^(Даг) = 1 . При этом плотность
1 - со8(Дагтх )
распределения определяется дифференцированием функции /(Дог) = РАа) = ——. в частном случае, когда все направления оси
1-С05(Д«т„)
динамической симметрии равновероятны (Аа^ = л), получаем плотность
распределения /(Дог) =—зт(Даг), приведённую в монографии [75]. Обычно
эту плотность как грубое приближение используют, если статистическое моделирование осуществляется с момента входа СА в атмосферу (с высоты 110 км).
При разделении объектов обычно считается, что компоненты вектора угловой скорости распределены нормально ах11,со)0,а),0 ~ N{0,(7с параметрами Мш = 0, аа и независимы друг от друга.
При анализе движения СА на внеатмосферном участке важным также является распределение пространственного угла атаки в момент входа в атмосферу (условная граница атмосферы 110 км). Поэтому получим аналитические зависимости, связывающие параметры вращательного движения СА в момент разделения и в момент входа в атмосферу. На основании этих зависимостей можно прогнозировать ориентацию СА на границе атмосферы и, изменяя некоторые параметры внеатмосферного участка движения, например, номинальную ориентацию СА относительно вектора скорости в момент разделения, в какой-то мере улучшить условия его входа в атмосферу.