Старинова О.Л. Расчет межпланетных перелетов космических аппаратов с малой тягой Изд. 2

URSS. 2020. 200 с. ISBN 978-5-9710-6972-0.

Белая офсетная бумага

Твердый переплет

Аннотация

Монография посвящена разработке методических основ проектно-баллистической оптимизации межпланетных космических аппаратов (КА) с электроракетными двигателями (ЭРД), учитывающих конкретные особенности миссий и аппаратов. Отличительной особенностью задач оптимизации, рассматриваемых в данной работе, является большая продолжительность перелетов, большие энергетические затраты и влияние гравитационных полей нескольких небесных тел. Учитываются... (Подробнее)

Содержание

Список основных условных обозначений и сокращений
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1.	ПРОБЛЕМЫ ОПТИМИЗАЦИИ МЕЖПЛАНЕТНЫХ ПЕРЕЛЕТОВ, ОСУЩЕСТВЛЯЕМЫХ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ С МАЛОЙ ТЯГОЙ
	1.1.	Классификация осуществленных и перспективных межпланетных миссий КА с маршевыми двигателями малой тяги
	1.2.	Формализация задачи проектно-баллистической оптимизации межпланетных перелетов КА с малой тягой
	1.3.	Проблемы комплексной оптимизации проектных параметров, траекторий движения и программ управления КА с двигателями малой тяги
	1.4.	Разделение задачи комплексной оптимизации миссии на проектную и баллистическую части
		1.4.1.	Разделение комплексной проблемы оптимизации для КА с ядерной энергодвигательной установкой малой тяги
		1.4.2.	Разделение комплексной проблемы оптимизации для КА с солнечной энергодвигательной установкой малой тяги
		1.4.3.	Разделение комплексной проблемы оптимизации для КА с солнечным парусом
	1.5.	Последовательность усложняющихся моделей проектного облика и движения КА
		1.5.1.	Последовательность уточняющихся моделей движения
		1.5.2.	Массовые и проектные модели КА
Глава 2.	МЕТОДИКА БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ МИССИЙ
	2.1.	Оптимизация планетоцентрического движения
		2.1.1.	Методика приближенного расчета проектно-баллистических параметров планетоцентрического движения в рамках модели М 1.i
		2.1.2.	Методика расчета проектно-баллистических параметров планетоцентрических маневров в рамках плоского движения без возмущений (модель M 2.i)
		2.1.3.	Методика расчета некомпланарного планетоцентрического движения КА с учетом возмущений (модель M 3.i)
	2.2.	Оптимизация гелиоцентрического движения КА
		2.2.1.	Оптимальное по быстродействию движение КА без учета изменения массы КА, направление ускорения постоянно (модель M i.1)
		2.2.2.	Оптимальное по быстродействию движение без учета изменения массы КА, направление ускорения от тяги двигателей изменяется.
		2.2.3.	Оптимальное по быстродействию движение КА с учетом расхода рабочего тела
		2.2.4.	Оптимальное по расходу рабочего тела компланарное движение КА с заданной длительностью маневра
		2.2.5.	Оптимальное по расходу рабочего тела некомпланарное движение КА с заданной длительностью маневра
		2.2.6.	Особенности формирование граничных условий перелета для межпланетных миссий различных типов
		2.2.7.	Влияние эллиптичности и некомпланарности орбит планет на результаты оптимизации гелиоцентрического движения КА
		2.2.8.	Особенности оптимизации гелиоцентрического участка движения для КА c солнечным парусом
		2.2.9.	Оптимальные гелиоцентрические перелеты с учетом ограничения на минимальное расстояние от аппарата до Солнца
		2.2.10.	Оптимальные межпланетные перелеты с использованием гравитационных маневров
	2.3.	Методика оптимальной стыковки участков траектории
		2.3.1.	Оптимизация стыковки плането- и гелиоцентрических участков траектории
		2.3.2.	Методика баллистической оптимизации межпланетных перелетов в рамках задачи трех тел
Глава 3.	ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ОПТИМИЗАЦИИ МИССИЙ
	3.1.	Краткое описание информационно-вычислительной системы
		3.1.1.	Численные методы, используемые ИВС для поиска оптимального управления
		3.1.2.	Применение метода продолжения по параметру для продвижения по последовательности уточняющихся моделей
		3.1.3.	Информационная структура базы данных
		3.1.4.	Описание процедур обработки базы данных
	3.2.	Результаты динамической обработки результатов решения баллистической части задач оптимизации
		3.2.1.	Приближенные зависимости, используемые для расчета планетоцентрического движения
		3.2.2.	Аппроксимационные зависимости, описывающие результаты оптимизации гелиоцентрических участков траектории полученные по модели M i
		3.2.3.	Аппроксимационные зависимости, описывающие результаты оптимизации перелетов Земля - Марс, Земля - Венера и Марс - Земля, полученные по модели M i
		3.2.4.	Аппроксимационные зависимости, описывающие результаты оптимизации перелетов Земля - Марс и Марс - Земля полученные по модели M i
		3.2.5.	Аппроксимационные зависимости, описывающие результаты оптимизации перелетов Земля-Марс и Марс-Земля полученные по модели M i.4. Учет ограничения на минимальное гелиоцентрическое расстояние
	3.3.	Процедура проектно-баллистической оптимизации миссии по доставке полезной нагрузки в заданную точку межпланетного пространства
	3.4.	Процедура проектно-баллистической оптимизации межпланетных миссий с возвращением на планету старта
Глава 4.	РЕЗУЛЬТАТЫ ОПТИМИЗАЦИИ МИССИЙ ПО ДОСТИЖЕНИЮ ЗАДАННОЙ ТОЧКИ ФАЗОВОГО ПРОСТРАНСТВА
	4.1.	Межпланетная миссия к Марсу, осуществляемая КА с солнечным электроракетным двигателем
		4.1.1.	Расчет планетоцентрических маневров набора скорости и торможения
		4.1.2.	Оптимизация баллистической схемы
		4.1.3.	Проектно-баллистическая оптимизация миссии Земля - Марс
	4.2.	Межпланетные миссии, осуществляемые малым КА с солнечным электроракетным двигателем и разгонным блоком "Фрегат"
		4.2.1.	Результаты оптимизации гелиоцентрических участков движения
		4.2.2.	Особенности решения задачи торможения и формирования рабочей орбиты
		4.2.3.	Влияние гиперболического избытка скорости на выходе из сферы действия Земли на оптимизацию миссии
	4.3.	Оптимизация миссий, осуществляемых КА с солнечным парусом
		4.3.1.	Межпланетные миссии КА с солнечным парусом
		4.3.2.	Набор параболической скорости и выход из Солнечной системы КА с СП
	4.4.	Достижение точек либрации системы Земля-Луна и доставка полезной нагрузки на Луну. Особенности решения задач
		4.4.1.	Достижение точек либрации системы Земля-Луна
		4.4.2.	Задача пролета Луны на заданном угловом расстоянии
Глава 5.	РЕЗУЛЬТАТЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПИЛОТИРУЕМОЙ МИССИИ ЗЕМЛЯ-МАРС-ЗЕМЛЯ
	5.1.	Результаты оптимизации в рамках модели M 2.4 для круговых орбит планет
	5.2.	Оптимизация пилотируемой миссии с учетом эллиптичности и некомпланарности орбит планет и возможности совершения попутного гравитационного маневра
	5.3.	Оптимальная стыковка плането- и гелиоцентрических участков траектории
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников

Об авторе

Старинова Ольга Леонардовна

Доктор технических наук, профессор. Действительный член международной академии навигации и управления движением. Ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института системного проектирования (Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева).