Возможны ситуации:

1) Drp < 0 - прикладывается разгоняющий импульс

2) Drp > 0 - прикладывается тормозящий импульс

КА долетает до апоцентра и в апоцентре прикладывается кор­рек­тирующий импульс. Время работы КДУ - 20 сек.

Так как время работы КДУ ограничено, а DVк может быть боль­шим, следовательно, далее рассчитывается максимальный импульс скоро­сти DVmax за 20 сек работы двигателя:

DVmax = Pt/m = 25´20/597 = 0,8375 м/с

Если DVк > DVmax в апоцентре прикладывается импульс DVк = DVmax. В результате этого rp немного корректируется. На следую­щем витке опять рассчитыва­ется DVк, и если на этот раз DVк < DVmax, в апоцентре прикладывается импульс DVк. КДУ включается не на полную мощность P = (DVк/DVmax)Pmax.

Время включения = 20 сек.

Это происходит до тех пор, пока не приблизится к rp с заданной точностью.

После того, как скорректирован перицентр, начинается коррек­ция апоцентра. Рассчитываются параметры орбиты и нужный кор­ректирующий импульс, такой, чтобы ra = rн = 6952137 м. Направле­ние корректи­рующего импульса также зависит от величин ra и rн.

Вычисляется Dra = ra - rн.

Возможна ситуация:

Dra > 0 - в перицентре прикладывается тормозящий импульс.

КА долетает до перицентра и в перицентре прикладывается кор­ректирующий импульс. Время работы КДУ - 20 сек.

Так как время работы КДУ ограничено, а DVк может быть боль­шим, следовательно, далее рассчитывается максимальный импульс скоро­сти DVmax за 20 сек работы двигателя:

DVmax = Pt/m = 25´20/597 = 0,8375 м/с

Если DVк > DVmax, в перицентре прикладывается импульс DVк = DVmax. В результате этого немного корректируется ra. На следую­щем витке опять рассчитыва­ется DVк, и если на этот раз DVк < DVmax, в перицентре прикладывается импульс DVк. КДУ включается не на полную мощность P = (DVк/DVmax)Pmax.

Время включения = 20 сек.

Это происходит до тех пор, пока ra не приблизится к rн с задан­ной точностью.

Таким образом осуществляется коррекция перехода.

б) Коррекция наклонения.

После коррекции периода проводятся внешне-траекторные изме­рения и получают вектор состояния КА. Если снова необходима коррекция периода ее проводят еще раз и снова измеряют вектор состояния КА.

Далее проводится коррекция наклонения по такой же схеме. Кор­рекция производится в точке пересечения орбиты КА с линией уз­лов.

После того, как рассчитаны корректирующие импульсы скоро­сти, по формулам перехода проекции вектора на оси абсолютной сис­темы координат. Далее рассчитывается корректирующее уско­рение и подставляется в уравнения движения центра масс КА. По­сле этого уравнения интегрируются методом Рунге-Кутта 5-го по­рядка с пе­ременным шагом.

Графики изменения элементов орбиты в процессе коррекции при­ведения приведены на рис.19-30.

2.5.2. РАСЧЕТ ПОТРЕБНОГО ТОПЛИВА

Масса топлива, необходимого для проведения коррекции траек­тории рассчитывается по формуле Циолковского:

m = m0(1 - e-DVк/W)

m0 = 597 кг - начальная масса МКА (кг)

W = 2200 м/с - скорость истечения газов из сопла двигателя.

Результаты проведения коррекции приведения:

2.5.3.КОРРЕКЦИЯ ПОДДЕРЖАНИЯ

Основная задача МКА - проведение съемки определенных рай­онов Земли по крайней мере один раз в сутки, т.е. трасса КА должна проходить над заданным районом каждые сутки.

Требования для проведения коррекции:

- предельное суточное смещение орбиты по долготе Di = 0,1°

- предельное отклонение наклонения Dl = 0,1°.

В пересчете отклонения Dl на отклонение по периоду получим:

DT = 1,597 сек. - максимальное отклонение по периоду.

При помощи программы моделирования было просчитано 3 ме­сяца и получено, что средний период изменился на 3,2 сек, а накло­нение - на 0,001°.

Таким образом, коррекцию периода надо делать примерно 1 раз в 1,5 мес.

Нужный импульс скорости - 1 м/с за время активного существо­вания - 5 лет - коррекцию периода надо провести 40 раз, DV = 40 м/с, масса топ­лива = 10,8 кг.

За 5 лет Di = 0,02° - коррекцию наклонения проводить не надо.

Графики изменения элементов орбиты за 3 месяца приведены на рис.31-42.

2.6. ДВИЖЕНИЕ МКА ОТНОСИТЕЛЬНО ЦЕНТРА МАСС

2.6.1. УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ЦМ КА

При рассмотрении движения относительно ЦМ КА используют уравнения Эйлера:

Jxwx + (Jz-Jy)wywz = Mxy + Mxв

Jywy + (Jx-Jz)wxwz = Myy + Myв

Jzwz + (Jy-Jx)wywx = Mzy + Mzв

где Jx, Jy, Jz - главные моменты инерции,

My - управляющий момент,

Mв - возмущающий момент.

Так как угловые скорости КА малы, следовательно, можно пре­небречь произведением угловых скоростей, значит, уравнения Эй­лера имеют вид:

Jxwx = Mxy + Mxв

Jywy = Myy + Myв

Jzwz = Mzy + Mzв

Главные моменты инерции:

Jx = 532 кг´м2, Jy = 563 кг´м2, Jz = 697 кг´м2.

Центробежные моменты инерции принимаются равными 0.

Возмущающий момент Mв возникает из-за того, что двигатель коррекции расположен не в центре масс КА, и реактивная тяга, ли­ния действия которой находится на удалении (плече) l от центра масс КА, создает паразитный крутящий момент Mв.

Mв = P´l,

где P = 25 H - тяга корректирующего двигателя,

l = 4 мм - плечо.

Таким образом, Mв = 25´0,0004 = 0,1 Нм.

2.6.2. СТАБИЛИЗАЦИЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ПРИ КОРРЕКЦИИ

Основное требование, предъявляемое в этом режиме:

- точность поддержания направления импульса коррекции - не хуже 1 угл.мин.

Целью данной главы является исследование динамики системы при стабилизации углового положения при коррекции.

Функциональная схема МКА состоит из следующих эелементов: