Просмотр сведений о научной статье

Обложка номера

Заголовок

Методика оценки допустимых значений параметров аэродинамической и инерционной асимметрии марсианского зонда

Автор

И. Бакри

Организация

Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева
г. Самара, Российская Федерация

Аннотация

Рассматривается методика оценки малых допустимых значений параметров аэродинамической и инерционной асимметрии неуправляемого космического зонда в разреженных слоях атмосферы Марса. Представлена искомая оценка в виде области параметров асимметрии. Предполагается, что при спуске в марсианской атмосфере пространственный угол атаки космического зонда принимает малые значения. В данной работе определяется диапазон приемлемых величин переменных асимметрии космического зонда, обеспечивающий нерезонансный неуправляемый спуск в атмосфере Марса. При этом рассчитываются максимальные значения как малой аэродинамической, так и малой инерционной асимметрии космического зонда, под которым резонансные значения не достигаются угловой скоростью. Предложен алгоритм установления диапазона допустимых величин переменных асимметрии космического зонда, гарантирующий движение без резонанса в марсианской атмосфере. Результаты вычислительного моделирования подтверждают достоверность установленных с помощью представленного алгоритма ограничений, наложенных на диапазон допустимых величин переменных аэродинамической и инерционной асимметрий.

Ключевые слова

аэродинамическая асимметрия, инерционная асимметрия, обобщенный параметр, оценка значений параметров, нерезонансное движение, атмосфера Марса

Список литературы

[1] Curiosity Rover [Электронный ресурс]. URL: https://www.jpl.nasa.gov/missions/mars-science-laboratorycuriosity-rover-msl (дата обращения: 01.11.2022)

[2] Robotic exploration of Mars [Электронный ресурс]. URL: https://exploration.esa.int/web/mars/ (дата обращения: 01.11.2022)

[3] Aerospace vehicle Schiaparelli: The ExoMars entry, descent and landing module [Электронный ресурс]. URL: https://exploration.esa.int/web/mars/-/47852-entry-descent-and-landing-demonstrator-module (дата обращения: 03.11.2022)

[4] Every mission to Mars ever [Электронный ресурс]. URL: https://www.planetary.org/space-missions/every-marsmission (дата обращения: 03.11.2022)

[5] Douglas I., Franklin O. D., Diane A., John G. W., George D. Mars Polar lander. USA : National Aeronautics and Space Administration, 1998. 65 p.

[6] Асланов В. С., Ледков А. С. Выбор формы КА, предназначенного для спуска в разреженной атмосфере Марса // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета имени академика С. П. Королёва. 2008. Т. 7. № 1 (14). С. 9–15.

[7] Телицын В. А., Журавлев Е. И. Анализ сегментально-конических форм спускаемых аппаратов // Молодежный научно-технический вестник. 2015. № 12.

[8] Kurkina E. V. Acceptable range parameters of asymmetry of spacecraft descending in the Martian atmosphere // Institute of Physics. Conference Series: Materials Science and Engineering. 2020. vol. 868. doi: 10.1088/1757-899X/868/1/012036.

[9] Любимов В. В. Внешняя устойчивость резонансов в динамике полета космических аппаратов с малой асимметрией. Самара : СНЦ РАН, 2013. 276 с.

[10] Lyubimov V. V. Numerical simulation of the resonance effect during reentry into the atmosphere of a rigid body with low inertial and low aerodynamic asymmetries // Proceedings of ITNT-2015. Samara. 2015. pp. 198–210.

[11] Лашин В. С. Методика оценки параметров асимметрии при проектировании спускаемого КА // Вестник Московского авиационного института. 2020. Т. 27. №. 1. С. 100–107. doi: 10.34759/vst-2020-1-100-107.

[12] Lubimov V. V., Lashin V. S. External stability of a resonance during the descent of a spacecraft with a small variable asymmetry in the martian atmosphere // Advances in Space Research Journal. 2017. vol. 59. issue 6. pp. 1607–1613. doi: 10.1016/j.asr.2016.12.039.

[13] Лашин В. С., Любимов В. В. Исследование устойчивости угла атаки при спуске КА В атмосфере Марса с малой асимметрией // Мехатроника, автоматизация, управление. 2018. Т. 19. № 5. C. 355–359. doi: 10.17587/mau.19.355-359.

[14] Заболотнов Ю. М., Любимов В. В. Вторичный резонансный эффект при движении космического аппарата в атмосфере // Космические исследования. 1998. Т. 36. № 2. C. 214.

[15] Bakry I., Lyubimov V. V. Application of the dynamic programming method to ensure of dual-channel optimal attitude control of an asymmetric spacecraft in a rarefied of atmosphere of Mars // Aerospace Systems. vol. 5. issue 2. pp. 213–221. doi: 10.1007/s42401-021-00112-y.

[16] Ёлкин К. С., Кущев В. Н., Манько А. С., Михайлов В. М. Расчет входа в атмосферу Марса десантного модуля проекта ЭкзоМарс // Вестник Московского авиационного института. 2014. Т. 21. № 4. С. 79–86.

[17] Ярошевский В. А. Движение неуправляемого тела в атмосфере. М. : Машиностроение, 1978. 168 с.

[18] Бакри И. Приближённо-оптимальный дискретный закон управления спуском космического аппарата с асимметрией в атмосфере Марса // Вестник Московского авиационного института. 2022. Т. 29. № 2. С. 179–188. doi: 10.34759/vst-2022-2-179-188.

Цитирование данной статьи

Бакри И. Методика оценки допустимых значений параметров аэродинамической и инерционной асимметрии марсианского зонда // Космические аппараты и технологии. 2023. Т. 7. № 1. С. 17-23. doi: 10.26732/j.st.2023.1.02

Данная статья лицензирована по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.