способ выведения космического аппарата на заданную орбиту с использованием двигателей малой тяги
Классы МПК: | B64G1/00 Космические летательные аппараты |
Автор(ы): | Масленников А.А. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-11-29 публикация патента:
20.07.2003 |
Использование: в космической технике. Сущность изобретения: способ выведения космического аппарата на заданную орбиту с использованием двигателей малой тяги состоит в выведении космического аппарата с помощью средств выведения с двигателем большой тяги на начальную эллиптическую орбиту с высотой перигея ниже высоты перигея заданной орбиты, высотой апогея выше высоты апогея заданной орбиты и величиной наклонения плоскости орбиты, также отличной от величины наклонения заданной орбиты, и включает участки торможения в области перигея и участки разгона с изменением наклонения орбиты в области апогея, причем величины угловых секторов работы двигателей малой тяги в области апогея и перигея и максимальную величину угла отклонения вектора тяги по рысканию выбирают постоянными для всего этапа выведения. Технический результат - упрощение и удешевление системы управления и самого процесса управления выведением космического аппарата на конечную заданную орбиту. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Способ выведения космического аппарата на заданную орбиту с использованием двигателей малой тяги, состоящий в выведении космического аппарата с помощью средств выведения с двигателем большой тяги на начальную эллиптическую орбиту с высотой перигея ниже высоты перигея заданной орбиты, высотой апогея выше высоты апогея заданной орбиты и величиной наклонения плоскости орбиты, также отличной от величины наклонения заданной орбиты, и включающий участки торможения в области перигея и участки разгона с изменением наклонения орбиты в области апогея, отличающийся тем, что величины угловых секторов истинной аномалии (




Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано для выведения космических аппаратов (КА) с переходных высокоэллиптических орбит на круговую или квазикруговую рабочую орбиту, например геостационарную. Известен способ выведения КА на квазикруговую конечную орбиту с некоторой исходной квазикруговой орбиты отделения КА от носителя [1]. Данный способ выведения заключается в следующем. После отделения КА от носителя и перехода его в полетную конфигурацию осуществляют единственное включение двигательной установки малой тяги (ДУ МТ) на разгон в непрерывном режиме. При этом траектория КА представляет из себя постепенно раскручивающуюся спираль. В поцессе раскрутки происходит также изменение наклонения плоскости текущей орбиты посредством отклонения вектора тяги по углу рыскания. Причем величину угла отклонения вектора тяги по рысканию изменяют в зависимости от текущей высоты орбиты и ее наклонения к плоскости экватора таким образом, чтобы высота заданной конечной квазикруговой орбиты достигалась одновременно с ее заданным наклонением. Недостатакми данного способа выведения являются значительная продолжительность выведения КА на рабочую орбиту и необходимость непрерывного расчета угла отклонения вектора тяги по рысканию. Требование непрерывного расчета угла отклонения вектора тяги по рысканию в течение продолжительного времени приводит к необходимости применять сложную систему управления, осуществлять постоянный контроль параметров текущей орбиты с помощью наземных средств, что увеличивает стоимость всего КА и процесса его выведения. Наиболее близким по технической сути является способ выведения на конечную заданную орбиту космического аппарата с использованием двигателей, обладающих большим удельным импульсом и малой тягой, приведенный в [2], когда круговую или конечную заданную орбиту с меньшим эксцентриситетом формируют путем непрерывной работы ДУ МТ в течение всего этапа выведения. Причем в области апогея вектор тяги ориентируют таким образом, чтобы осуществлять как подъем высоты перигея, так и изменять наклонение орбиты, а в области перигея таким образом, чтобы уменьшать высоту апогея и изменять наклонение орбиты. При этом величину максимального угла отклонения вектора тяги по рысканию для изменения наклонения плоскости орбиты изменяют от витка к витку и выбирают таким образом, чтобы достижение заданного наклонения рабочей орбиты совпало с достижением высот апогея и перигея заданных конечных значений. Благодаря этому осуществляют индивидуальный контроль высоты перигея и апогея в предварительно определенных постоянных направлениях. Недостатком такого способа выведения является необходимость расчета нового значения угла отклонения вектора тяги по рысканию и, следовательно, сложность и дороговизна системы управления, а также сложность в управлении КА, требующей постоянного контроля баллистических параметров КА на каждом витке и ввод их в бортовую систему управления, что может быть затруднено из-за ограниченного числа наземных измерительных пунктов (НИП). Задачей изобретения является упрощение и удешевление системы управления и самого процесса управления выведения КА на конечную заданную орбиту. Задача решается тем, что в способе выведения космического аппарата на конечную заданную орбиту с использованием двигателей малой тяги, состоящем в выведении космического аппарата с помощью средств выведения с двигателем большой тяги на начальную эллиптическую орбиту с высотой перигея ниже высоты перигея конечной заданной орбиты, высотой апогея выше высоты апогея конечной заданной орбиты и величиной наклонения плоскости орбиты, также отличной от величины наклонения конечной заданной орбиты и включающий участки торможения в области перигея и разгона с изменением наклонения орбиты в области апогея, величины угловых секторов работы двигателей малой тяги в области апогея и перигея и максимальную величину угла отклонения вектора тяги по рысканию выбирают постоянными для всего этапа выведения. На чертеже представлена схема рабочих участков ДУ МТ при выведении КА с эллиптической переходной орбиты на конечную заданную орбиту с меньшим эксцентриситетом. Позициями 1 и 2 обозначены, соответственно, точки перигея и апогея переходной орбиты, позицией 3 обозначен участок работы ДУ МТ КА в области перигея 1 на понижение высоты апогея, а позицией 4 - участок работы ДУ МТ КА в области апогея 2 на повышение высоты перигея и изменение наклонения орбиты. Позициями 5 обозначены пассивные участки траектории. Способ выведения осуществляется следующим образом. После вывода КА с ДУ МТ на высокоэллиптическую переходную орбиту с помощью разгонного блока (РБ) с двигательной установкой большой тяги КА отделяется от разгонного блока и начинает выведение на конечную заданную орбиту путем включения ДУ МТ на торможение в области перигея для понижения высоты апогея на угловом секторе истинной аномалии
























1. В. Н. Лебедев. Расчет движения космического аппарата с малой тягой. Математические методы в динамике космических аппаратов. Выпуск 5, ВЦ АН СССР, М., 1968, с.47-50. 2. Заявка RU 97105571, 6 В 64 G 1/00, приоритет 05.04.96, опубликована 04.04.97.
Класс B64G1/00 Космические летательные аппараты