Оптимизация траекторий с малой тягой  

Оптимальные многовитковые перелеты между некомпланарными эллиптическими орбитами. 2nd International Symposium "LOw ThrUSt trajectories" (LOTUS-2). Toulouse, France, June 18-20, 2002
Задача оптимизации траектории межорбитального перелета между некомпланарными эллиптическими орбитами сводится к решению краевой задачи для системы обыкновенных дифференциальных уравнений с помощью принципа максимума Л.С.Понтрягина. Для численного решения полученной краевой задачи используется численный гомотопический метод (метод продолжения) или модифицированный метод Ньютона. Правые части дифференциальных уравнений движения при решении краевой задачи численно осредняются. Разработано эффективное математическое обеспечение, с использованием которого проведен расчет большого числа оптимальных траекторий. В результате анализа этих численных данных получены новые качественные результаты. В частности, обнаружена бифукация оптимальных решений, обнаружено существование критического наклонения, проведена частичная классификация структуры оптимального управления.
НА АНГЛИЙСКОМ

Оптимизация траекторий космических аппаратов с малой тягой. Презентация на семинаре в ИКИ РАН, июнь 2000 г.
Описание метода продолжения по параметру. Оптимизация КА с идеально-регулируемым двигателем: межпланетные траектории и траектории перелета к Луне. Оптимизация КА с двигателями малой тяги, имеющими постоянную скорость истечения: многовитковые межорбитальные перелеты.
НА РУССКОМ

Оптимизация траекторий и эволюция движения космических аппаратов с двигательными установками малой тяги. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. М., 1996
Разработаны новые численные методы оптимизации траекторий КА с двигательными установками малой тяги типа метода продолжения, позволяющие
- практически регулярно решать задачи оптимизации траекторий КА с идеально регулируемыми двигательными установками малой тяги;
- оптимизировать траектории КА с двигательными установками постоянной скорости истечения, используя в качестве начального приближения решение соответствующей оптимизационной задачи для КА с идеально регулируемой двигательной установкой;
- получать параметрические семейства оптимальных траекторий, зависящие от основных исходных проектно-баллистических параметров КА.
- решать задачи пролета и сопровождения;
- решать задачи с фиксированным временем перелета и задачи оптимального быстродействия;
- решать задачи с зависимостью величины реактивной мощности от координат КА и времени.

Проанализирована эволюция орбитального движения КА под совместным влиянием малого трансверсального реактивного ускорения и притяжения возмущающего небесного тела, включая
- определение частных и приближенных решений эволюционных уравнений;
- классификацию типов траекторий КА для полученных решений.

Разработанные в работе методы позволяют оценивать основные проектные параметры КА с электроракетными двигательными установками и использовались при анализе проектов межпланетных КА, предназначенных для исследования больших ланет, их спутников и астероидов.
НА РУССКОМ

Перелет на геостационарную орбиту КА с ЭРДУ с использованием РН Союз/Фрегат. IAF-01-V.3.02
Анализируются перелеты КА с солнечной ЭРДУ на геостационарную орбиту (ГСО) с использованием РН Союз/Фрегат. Рассматривается комбинированная схема выведения, включающая в себя выведение на опорную орбиту, формирование некоторой эллиптической промежуточной орбиты с помощью РБ Фрегат и дальнейший перелет на ГСО с использованием ЭРДУ КА. Целью исследования является поиск доступных коммерческих спутниковых платформ, которые могли бы быть адаптированы для реализации выведения на ГСО по такой схеме. В качестве одного из критериев конкурентноспособности миссии рассматривается продолжительность выведения. Проанализированы возможности восемнадцати коммерческих спутниковых платформ. Рассматривались модифицированные (электроракетные) версии этих платформ: традиционая апогейная двигательная установка заменялась ЭРДУ. Рассматривалась возможность использования ЭРД СПД-100/140 и XIPS-13/25. Проведенный анализ показал возможность выведения на ГСО менее чем за 3 месяца КА на базе 4 платформ (STAR 1, STAR 2, HS 376HP, Spacebus 1000) и в пределах 3-4 месяцев для 6 других платформ (FS 1300HP, A2100, A2100AX, Eurostar 2000, Spacebus 2000, Spacebus 3000).
НА АНГЛИЙСКОМ

Выведение КА с ЭРДУ на высокие рабочие орбиты с использованием РН легкого класса. ISSFD-XVII, Москва, 2003.
Рассматривается пространственный перелет за минимальное время между эллиптической и круговой орбитами. Представлен метод оптимизации многовиткового перелета с малой тягой. Приведена универсальная таблица безразмерных значений характеристической скорости, позволяющая производить быструю оценку оптимальных перелетов между произвольными эллиптической и круговой орбитами. Этот способ был применен к задаче оптимизации задачи выведения КА на геостационарную орбиту с использованием ЭРДУ и РН легкого класса. Типичная схема перелета включает в себя выведение на опорную орбиту, перелет на эллиптическую промежуточную орбиту с использованием большой тяги и выведение с этой орбиты на целевую орбиту с использованием ЭРДУ КА. Представленные результаты могут быть использованы для предварительного анализа схем выведения КА малой стоимости.
НА АНГЛИЙСКОМ

Оптимизация траекторий с малой тягой в России. Семинар ESA/ESTEC по проектированию и оптимизации траекторий. Нордвик, 2002
Обзор.
НА АНГЛИЙСКОМ

Совместная оптимизация траектории и параметров ЯЭУ КА с ЯЭРДУ. IEPC-95-214.
Рассматривается совместная оптимизация траекторных параметров и параметров ЯЭУ типа "Топаз" для КА с ЯЭРДУ.
НА АНГЛИЙСКОМ

Приложение задачи об оптимизации перелета КА с идеально-регулируемым двигателем к проектированию КА с ЭРДУ. IEPC-95-220.
Наиболее часто используются две математичесие модели КА с малой тягой: модель постоянной скорости истечения и модель идеально-регулируемого двигателя. В статье сравниваются эти две модели. Показано, что последняя модель может давать достаточно хорошее приближение для решения задачи оптимального перелета с постоянной скоростью истечения. Представлен соответствующий метод продолжения.
НА АНГЛИЙСКОМ

Численный метод для оптимизации траекторий КА с идеально-регулируемым двигателем. IEPC-95-221.
Для решения краевых задач небесной механики и механики космического полет обычно используются различные модификации метода Ньютона и метода стрельбы. Методы этих типов имеют существенные недостатки, наиболее существенным из которых является малый размер области сходимости. Это приводит к большим трудностям в выборе начального приближения для решения краевой задачи.
Рассматривается возможность использования метода дифференцирования по параметру для конструирования метода решения двухточечной краевой задачи, к которой сводится задача оптимизации траектории КА с идеально-регулируемым двигателем. Приводится численный алгоритм этого метода и примеры полученных с его помощью решений.
НА АНГЛИЙСКОМ

Комбинированная схема выведения связного КА на ГСО с использование РН легкого класса "Рокот". IAF-00.V.2.09
Рассмтривается комбинированная схема выведения малого КА на ГСО с использованием РН "Рокот" с разгонным блоком "Бриз-КС" и ЭРДУ КА
Напишите мне
Hosted by uCoz