ПРОЕКТНО-БАЛЛИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ СВЕРХЛЁГКОГО КЛАССА, СОЗДАВАЕМЫХ НА БАЗЕ СНИМАЕМЫХ С ВООРУЖЕНИЯ ТВЕРДОТОПЛИВНЫХ РАКЕТ, И РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ ТРЕБОВАНИЙ К ИХ ОБЛИКУ
В связи с тенденцией роста числа запусков малых космических аппаратов (МКА) и перехода к этапу развёртывания космических систем (КС) на их базе отмечается повышение интереса на мировом и российском рынке пусковых услуг к ракетам-носителям (РН) сверхлёгкого класса (СЛК). Указывается на то, что эти РН также являются лётными демонстраторами инновационных технологий, которые могут быть использованы применительно к РН более тяжёлых классов. Рассматривается один из возможных способов создания отечественной РН СЛК на базе снимаемых с вооружения твердотопливных межконтинентальных баллистических ракет. Определяются основные требования к облику перспективных отечественных РН СЛК.
Ключевые слова: ракета-носитель сверхлёгкого класса, проектные требования, инновационные технологии.
P.A. Davydov, Yu.L. Kuznetsov. Project and Ballistic Analysis of Characteristics of Ultra-Light Launch Vehicles Built on the Basis of Decommissioned Solid-Fuel Missiles, and the Development of Basic Requirements for their Appearance. Due to the trend of increasing number of small satellite (SS) launches, and moving towards the deployment of space-based systems (SBS) on their basis, the article notes the increasing interest in the global and Russian launch markets to ultra-light (UL) launch vehicles (LV). It points out that these LV are also flight demonstrators of innovative technologies that can be applied to LV of a heavier class. The paper considers one of the possible ways of building a national UL LV on the basis of decommissioned solid fuel intercontinental ballistic missiles. It also defines basic requirements to the appearance of an advanced national UL LV.
Key words: launch vehicle of ultra-light class, project requirements, innovative technologies.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бирюкова С.Е., Голополосов С.И., Рябоконь Г.П. и др. Перспективы развития наноиндустрии в целях создания средств дистанционного зондирования Земли нового поколения. – Космонавтика и ракетостроение, 2010, вып. 2(59).
2. Черный И.А. Мечтатели из DARPA. – Новости космонавтики, 2013, №5.
3. Уманский С.П. Ракеты-носители и космодромы. М.: Рестарт+, 2001.
4. Карпенко А.В., Попов А.Д., Уткин А.Ф. Отечественные стратегические ракетные комплексы. СПб.: Невский бастион, 1999.
5. Справочник пользователя по ракете-носителю «Старт-1». Версия 5.01. М.: НТЦ «Комплекс», 1994.
6. Первов М.А. Межконтинентальная баллистическая ракета «Тополь». – Авиация и космонавтика вчера, сегодня, завтра, 2000, №10.
УДК 629.78:629.7.051:621.317.7
А.М. Брыков; А.В. Василевский; Н.В. Залыгаев; Е.П. Колесников,
канд. техн. наук; А.Е. Хомченко (ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв);
М.Н. Купин; И.В. Червяков (ФГУП ЦЭНКИ, г. Москва)
ПРОБЛЕМА ПРОВЕРКИ ГОТОВНОСТИ СИСТЕМ
КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА НА СТАРТОВОМ
КОМПЛЕКСЕ ПО РАДИОЛИНИЯМ
Представляются предложения по изменению наземной экспериментальной отработки (НЭО) космического аппарата (КА) в части технологии подготовки его к запуску. Предлагается проверять готовность систем КА по радиолиниям командно-измерительной системы (КИС) на техническом (ТК) и стартовом (СК) комплексах с использованием в этих целях радиопрозрачного отверстия (РПО) в головном обтекателе (ГО) ракеты-носителя (РН). Отмечается, что такая технология позволяет проверить все системы полностью автономного КА, включая КИС, а следовательно повысить степень успешности выполнения полёта КА. Приводятся данные, позволяющие выбрать оптимальные характеристики РПО.
Ключевые слова: наземная экспериментальная отработка, технология подготовки КА к запуску, радиосвязь с КА на ТК и СК, доработки бортовой аппаратуры КИС, имитатор наземной станции КИС, радиопрозрачное отверстие.
A.M. Brykov, A.V. Vasilevsky, N.V. Zalygayev, E.P. Kolesnikov, A.E. Khomchenko, M.N. Kupin, I.V. Chervyakov. The Issue of Readiness Inspection of Spacecraft Systems at the Launch Complex via Radio Links. The article submits proposals for changes in the ground experimental testing (GET) of spacecraft (SC) in terms of launch preparation technologies. It suggests checking the readiness of the SC systems via radio links of the command measuring system (CMS) at the technical (TC) and launch (LC) complexes through the use of radio window (RW) in the payload fairing (PF) of the launch vehicle (LV). It is noted that such technology allows to check all the systems of a fully autonomous SC, including the CMS, and thus to increase the success of its flight. The paper also presents data which allows selecting the optimum characteristics of the RF.
Key words: ground experimental testing, SC launch preparation technology, radio contact with the SC at the TC and LC, enhancement of onboard CMS equipment, simulator of a ground-based CMS station.
ЛИТЕРАТУРА
1. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. Пер. с англ. М.: Наука, 1970.
2. Колесников Е.П. Передача мощности от точечного источника через круглое отверстие в экране. – Космонавтика и ракетостроение, 2014, вып. 6(79).
3. Сильвер С. Антенны сантиметровых волн. Пер. с англ. М.: Советское радио, 1950, т. 1, 2.
П.А. Хлебцов (ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)
ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СВОБОДНЫХ КОЛЕБАНИЙ МОДЕЛИ В ТРАНСЗВУКОВОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЕ
Представляются результаты численного моделирования свободных колебаний модели возвращаемого аппарата (ВА) в трансзвуковой аэродинамической трубе (АДТ) при коэффициентах загрузки 0,013 и 0,002. Полученные результаты сопоставляются с данными расчёта свободных колебаний при открытых границах.
Ключевые слова: трансзвуковая аэродинамическая труба, камера Эйфеля, перфорированная стенка, демпфирование колебаний.
P.A. Khlebtsov. Numerical Simulation of Free Oscillations of a Model in the Transonic Wind Tunnel. The article presents results of numerical simulation of free oscillations of a recovery vehicle (RV) model in the transonic wind tunnel (WT) with load factors of 0,013 and 0,002. The obtained results are then compared with the data free oscillations calculation with open borders.
Key words: transonic wind tunnel, Eiffel camera, perforated wall, oscillation damping.
ЛИТЕРАТУРА
1. Козловский В.А. Экспериментальное определение в аэродинамических трубах методом свободных колебаний характеристик демпфирования спускаемых в атмосфере планет аппаратов. – Космонавтика и ракетостроение, 2005, вып. 1(38), с. 81 – 94.
2. Харитонов А.М. Техника и методы аэрофизического эксперимента. Ч.1. Аэродинамические трубы и газодинамические установки. Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005, 220 с.
3. Гродзовский Г.Л., Никольский Л.А., Таганов Г.И. и др. Сверхзвуковое течение газа в перфорированных границах. М.: Машиностроение, 1967.
4. Goethert B.H. Transonic Wind Tunnel Testing. N.Y.: AGARD, 1961, 397 p.
5. Ewald B. F. R. et al. Wind Tunnel Wall Correction. N.Y.: AGARD 336, 1998.
6. Рябоконь М.П. О течении газа через стенку с продольными щелями. – Учёные записки ЦАГИ, 1973, т. 4, № 3, с. 16 – 22.
7. Гродзовский Г.Л. Взаимодействие нестационарных ударных волн и перфорированных стенок. – Учёные записки ЦАГИ, 1975, т. 6, № 2.
8. Нейланд В.М. Расчет околозвукового обтекания профиля в трубе с перфорированными стенками. – Учёные записки ЦАГИ, 1990, т. 21, № 1, с 21.
9. Neyland V., Bosniakov S., Glazkov S. et al. Conception of Electronic Wind Tunnel and First Results of its Implementation. – Progress in Aerospace Sciences, 2001, v. 37, is. 2, pр. 121 – 145.
10. Хлебцов П.А. Численное исследование динамической устойчивости моделей спускаемых аппаратов. – Космонавтика и ракетостроение, 2014, вып. 4(77), с. 41 – 48.
11. Кауров С.А., Козлов С.С., Липницкий Ю.М. и др. Определение аэродинамических характеристик возвращаемого летательного аппарата по результатам исследования моделей в процессе свободного полёта в аэродинамической трубе. – Космонавтика и ракетостроение, 2013, вып. 2(71), с. 8 – 12.
12. Liu X.D., Osher S., Chan T. Weighted Essentially Non-oscillatory Schemes. – Comput. Phys., 1994,v. 126, pp. 200 – 212.
13. Toro E.F. Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics. Berlin: Springer – Verlag, 1999.
14. Брандин В.Н., Разоренов Г.Н. Определение траекторий космических аппаратов. М.: Машиностроение, 1978.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОПРОСОВ МЕХАНИКИ, АЭРОДИНАМИКИ, ТЕПЛООБМЕНА, ПРОЧНОСТИ И ДИНАМИКИ КОНСТРУКЦИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
УДК 533.6.011.6
В.Т. Буй (МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва); В.И. Лапыгин, канд. физ.-мат. наук; Т.В. Сазонова (ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв); А.И. Хлупнов, канд. техн. наук (МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва)
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБТЕКАНИЯ КРУГОВОГО ЦИЛИНДРА КОНЕЧНОЙ ДЛИНЫ В ЗАКРЫТОЙ РАБОЧЕЙ ЧАСТИ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЫ МАЛЫХ СКОРОСТЕЙ
Рассматривается задача о моделировании обтекания конечного цилиндра в рабочей части аэродинамической трубы (АДТ) малых скоростей при условии, что геометрические параметры сопла, рабочей части и диффузора трубы соответствуют параметрам АТ Т-324 (Институт теоретической и прикладной механики Сибирского отделения (ИТПМ СО) РАН). Решение задачи строится в рамках осреднённых уравнений Рейнольдса и SST-модели турбулентности с использованием программного пакета ANSYS Fluent. Параметры течения, распределение давления по поверхности цилиндра и его коэффициент лобового сопротивления сравниваются с параметрами обтекания цилиндра свободным потоком. Приводится величина допустимого коэффициента загромождения рабочей части аэродинамической трубы при испытании модели.
Ключевые слова: аэродинамическая труба, рабочая часть, круговой цилиндр, коэффициент загромождения, математическое моделирование.
V.T. Buy, V.I. Lapygin, T.V. Sazonova, A.I. Khlupnov. Simulation of Flow Around a Circular Cylinder of Finite Length in a Closed Working Part of the Wind Tunnel at Low Speeds. The article considers the task of simulation of flow around an ending cylinder in a working part of the wind tunnel (WT) at low speeds, assuming that the geometric parameters of the nozzle, the working part and the diffuser of the tube match the AT T-324 parameters (Institute of Theoretical and Applied Mechanics of the Siberian Branch; ITAM SB RAS). Solution of the task is based in the framework of Reynold’s averaged equations and the SST turbulence model with using the ANSYS Fluent package. The parameters of flow and pressure distribution over the surface of the cylinder, its drag coefficient are compared with the parameters of free flow around the cylinder. The paper gives a value of the permissible blockage ratio in the working part of the wind tunnel during the model test.
Key words: wind tunnel, working part, circular cylinder, blockage ratio, mathematical modelling.
ЛИТЕРАТУРА
1. Березин М.А., Катюшин В.В. Атлас аэродинамических характеристик строительных конструкций. Новосибирск: Олден-полиграфия, 2003, 130 с.
2. Горлин С.М. Экспериментальная аэромеханика: Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1970, 423 с.
3. Поляков Н.Ф. Методика исследований характеристик потока в малотурбулентной аэродинамической трубе и явления перехода в несжимаемом пограничном слое. Диссертация канд. техн. наук. Новосибирск: ИТПМ, 1973, 262 с.
4. Wilcox D.C. Turbulence modeling for CFD. DCW Industries. La Canada, California, 1998, 537 p.
5. Волков К.Н., Емельянов В.Н. Моделирование крупных вихрей в расчетах турбулентных течений. М.: Физматлит, 2008, 364 c.
6. Буй В.Т. Анализ обтекания профиля в рабочей части аэродинамической трубы малых скоростей.– Вестник МГТУ им. Баумана. Сер. Машиностроение, 2013, вып. 4[93], с. 109 – 119.
7. Bui V.T., Lapygin V.I. Numerical Simulation of a Flow Around a Model in Test Section of Low-speed Wind Tunnel. International Conference on Methods of Aerophysical Research: Proc. Novosibirsk. Russia. June 30 – July 6 2014, Abstracts, part I. Новосибирск: Автограф, 2014.
М.О. Кравчук; Н.Ф. Кудимов, канд. физ.-мат. наук; Н.А. Рухлов
(ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СУПЕРКОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В ХОДЕ НАЗЕМНОЙ ОТРАБОТКИ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ ПРИ СТАРТЕ РАКЕТ-НОСИТЕЛЕЙ
Приводятся результаты исследований газодинамических процессов при старте многоблочной ракеты космического назначения (РКН) типа «Ангара-А5» c космодрома «Восточный» на основе численного решения осреднённых уравнений Навье – Стокса с модифицированной моделью турбулентной вязкости SST. Представляется анализ эжекционных процессов, которые определяют нагрузки на днище ракеты-носителя (РН) и обусловливают потерю тяги из-за донных разрежений в стартовом проёме. Отмечается, что в ходе расчётных исследований применялся суперкомпьютер ФГУП ЦНИИмаш при числе ячеек разностной сетки до 20 млн. Указывается, что на начальном этапе моделирования проводилась валидация численного подхода путём сравнения расчётных данных с результатами модельных испытаний, полученных на установке, работающей на основе керосин – воздух (ПВК), ФГУП ЦНИИмаш, а также численные исследования применительно к натурным условиям.
Ключевые слова: сверхзвуковые струи, блочные струи, турбулентность, космодром «Восточный», давление разрежения.
M.O. Kravchuk, N.F. Kudimov, N.A. Rukhlov. Using Supercomputer Technologies in Ground Testing of Gas-Dynamic Processes During the Start of Launch Vehicles. The article presents results of studies of gas-dynamic processes during the start of an Angara A5-type multi-block space launch vehicle (SLV) from the Vostochny spaceport, based on the numerical solution of the Navier-Stokes averaged equations with the SST modified model of turbulent viscosity. It presents an analysis of ejection processes determining the stress load on the bottom of the launch vehicle (LV), and conditioning the loss of fraction due to the base pressures during the launch. It is noted that a FSUE TsNIIMash supercomputer with the number of difference grid cells of up to 20 million was used in the course of computational studies. The paper specifies that during the initial stage of the simulation, the validation of the numerical approach was conducted by comparing the calculated data with the results of model tests obtained via the FSUE TsNIIMash kerosene-air based (PVK) installation, as well as numerical researches in relation to the natural conditions.
Key words: supersonic jets, block jets, turbulence, «Vostochny» spaceport, vacuum pressure.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кравчук М.О., Кудимов Н.Ф., Сажин Д.С. и др. Результаты расчётно-экспериментальных исследований взаимодействия реактивных сверхзвуковых струй с преградой. – Космонавтика и ракетостроение, 2015, вып. 2(81).
2. Кравчук М.О., Кудимов Н.Ф., Сафронов А.В. Вопросы моделирования турбулентности для расчёта сверхзвуковых высокотемпературных струй. – В сб. тр. МАИ. Электронный журнал, ISSN 1727-6924, № 82.
3. Дегтярь В.Г., Меркулов Е.С., Сафронов А.В. и др. Результаты расчётно-экспериментальных исследований газодинамических процессов при взаимодействии многоблочных струй ракетных двигателей с газоотражателем стартового сооружения. – Космонавтика и ракетостроение, 2013, вып. 1(70), с. 37 – 45.
4. Сафронов А.В., Хотулев В.А., Шувалова Т.В. и др. Обоснование газодинамической схемы стартового комплекса пилотируемых ракет-носителей типа «Ангара» на космодроме «Восточный». – В сб. тр. XXXVII академических чтений по космонавтике. Актуальные проблемы Российской космонавтики. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013.
5. Magnussen B. F., Hjertager B. H. On Mathematical Modeling of Turbulent Combustion with Special Emphasis on Soot Formation and Combustion. In Proc. 16th Symp. (Int.), The Combustion Institute, Pittsburgh, 1976, pp. 719 – 729.
В.Т. Буй; В.Т. Калугин, докт. техн. наук; А.И. Хлупнов
(МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва)
КОРРЕКЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ВЕСОВЫХ ИСПЫТАНИЙ
МОДЕЛИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСЛОВИЯМ СВОБОДНОГО ПОТОКА ПРИ МАЛЫХ ДОЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ
Рассматривается задача определения размера модели и коррекции результатов модельных испытаний в аэродинамической трубе (АТ) малых скоростей с закрытой рабочей частью применительно к условиям свободного потока. Приводятся результаты расчёта обтекания модели в рабочей части и в свободном потоке, полученные с использованием пакета ANSYS Fluent и структурированной расчётной сетки. Определяются изменения аэродинамических коэффициентов при различных коэффициентах загромождения рабочей части моделями сегментально-конической формы и цилиндрического тела с кормовой конической юбкой, а также значения коэффициента загромождения, при которых индукцией границ рабочей части можно пренебречь. Предлагается методика пересчёта результатов трубных испытаний на условия свободного потока.
Ключевые слова: аэродинамическая труба, рабочая часть, коэффициент загромождения, модель, аэродинамические коэффициенты.
V.T. Buy, V.T. Kalugin, A.I. Khlupnov. Correction of Force Tests of a Model in Relation to the Conditions of Free Flow at Low Subsonic Speeds. The article considers the task of determining the model size and correcting the results of wind tunnel (WT) simulation tests at low speeds with closed working part in relation to the conditions of free flow. It presents results of calculation of flow around the model in the working part and in free flow, obtained via the use of the ANSYS Fluent package and a structured reference grid. The article determines changes in aerodynamic coefficients at various ratios of the working part blockage with models of a segmentally-conical shape and a cylindrical body with an aft conical skirt, as well as values of blockage coefficient which allow neglecting the induction of boundaries of the working part. The paper offers a method of recalculation of the tunnel tests results to the conditions of free flow.
Key words: wind tunnel, working part, blocking coefficient, model, aerodynamic coefficient.
ЛИТЕРАТУРА
1. Garner H.C., Rogers E.W.E., Acum W.E.A. et al. Subsonic Wind Tunnel Wall Corrections. – AGARDograph, 1966, v. 109, 466 p.
2. Горлин С.М., Слезингер И.И. Аэродинамические измерения. Методы и приборы. М.: Наука, 1964, 720 с.
3. Юрьев Б.Н. Экспериментальная аэродинамика. Ч. 1: Теоретические основы экспериментальной аэродинамики. М.: Гос. изд-во оборонной промышленности, 1939, 300 с.
4. Cooper K.R. et al. Closed Test Section Wind Tunnel Blockage Corrections for Road Vehicle. SAE International. – SP-1176.
5. Maskell E.C. A Theory of the Blockage Effects on Bluff Bodies and Stalled Wings in a Closed Wind Tunnel. – ARC R&M, 1965, № 3400, 27 p.
6. Mercker E. A Blockage Correction for Automotive Testing in a Wind Tunnel with Closed Test Section. – Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 1986, № 22, рp. 149 – 167.
7. Курсаков И.А. Интерференция аэродинамической модели сложной формы с двумя типами поддерживающих устройств. – Техника Воздушного Флота, 2010, №3(700), c. 5 – 19.
8. Босняков С.М., Нейланд В.Я., Власенко В.В. и др. Опыт применения результатов численного расчета для подготовки и проведения испытаний в аэродинамических трубах. – Математическое моделирование, 2013, т. 25, № 9, c. 43 – 62.
9. Поляков Н.Ф. Методика исследований характеристик потока в малотурбулентной аэродинамической трубе и явления перехода в несжимаемом пограничном слое. Диссертация канд. техн. наук: защищена 08.06.1973: утв. 26.10.1973. Новосибирск: Институт теоретической и прикладной механики, 1973, 262 с.
10. Буй В.Т. Анализ обтекания профиля в рабочей части аэродинамической трубы малых скоростей. – Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана, сер. «Машиностроение», 2013, № 4, вып. 93, c. 109 – 119.
11. Montes D.R., West T.J., Yechout T.R. Experimental Aerodynamic Investigation of NASA Orion Forward Bay Modifications. – AIAA Technical Paper 2011-0826, 2011.
12. Белов И.А., Исаев С.А. Моделирование турбулентных течений. Учеб. пособие. СПб.: Изд-во БГТУ, 2001, 108 с.
13. Canning Tom N., Nielsen Jack N. The Influence of Sting and Strut Supports on the Aerodynamic Loads on an Ogive Cylinder at High Angles Of Attack at Transonic Speeds. – Nielsen engineering & research, inc, october 1980, final report for period march 1979-september 1980, 88 p.
14. Петров К.П. Аэродинамика тел простейших форм. М.: Факториал, 1998, 432 с.
15. Козловский В.А. Система обеспечения качества исследований аэродинамических характеристик моделей летательных аппаратов на экспериментальной базе ЦНИИ машиностроения. – Космонавтика и ракетостроение, 2009, вып. 3(56), c. 23 – 29.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ КОСМИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА И РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ. СИСТЕМЫ КОСМИЧЕСКИХ СРЕДСТВ СВЯЗИ, СПУТНИКОВАЯ НАВИГАЦИЯ И КООРДИНАТНО-ВРЕМЕННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
УДК 629.7.054:629.783-112:621.396:629.12.001.2
А.А. Бермишев, канд. техн. наук; С.Н. Карутин, канд. техн. наук;
В.Л. Лапшин (ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)
Использование мобильной
измерительно-диагностической лаборатории
для оценки покрытия сотовой связью
транспортного коридора Север – Юг с целью
реализации передовых технологий спутниковой навигации
Приводятся результаты эксперимента по оценке качества спутниковой навигации на основе использования глобальных навигационных систем (ГНСС) ГЛОНАСС/GPS и оценке доступности сотовой связи в транспортном коридоре Север – Юг, полученные с помощью мобильной измерительно-диагностической лаборатории (МИДЛ) в августе – октябре 2014 г.
Ключевые слова: ГЛОНАСС, GPS, МИДЛ, система дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ), навигационная аппаратура потребителя (НАП).
A.A. Bermishev, S.N. Karutin, V.L. Lapshin. A Mobile Measuring and Diagnostic Laboratory in the Assessment of the North-South Transport Corridor Cellular Coverage for the Purpose of Realization of Satellite Navigation Advanced Technologies. The article presents results of an experiment on the quality evaluation of satellite navigation based on the use of global navigation systems (GNS) GLONASS/GPS and the assessment of the availability of cellular communication in the North-South transport corridor, obtained by means of the mobile measuring and diagnostic laboratory (MMDL) in August-October of 2014.
Key words: GLONASS, GPS, MMDL, system of differential correction and monitoring (SDCM), consumer navigation equipment.
А.Н. Дудко, канд. техн. наук; Б.А. Кучеров; А.О. Литвиненко; Е.П. Сохранный (ФГУП ЦНИИмаш, г. Королёв)
МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ОПЕРАТИВНОСТИ ПЛАНИРОВАНИЯ ЗАДЕЙСТВОВНИЯ СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ КОСМИЧЕСКИМИ АППАРАТАМИ НАУЧНОГО
И СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Рассматриваются вопросы планирования дополнительного задействования наземных средств управления космическими аппаратами (КА). Определяются факторы, влияющие на оперативность данного процесса. Предлагается метод повышения оперативности такого планирования, заключающийся в передаче параметров свободных временных интервалов, в которых технические средства (ТС) управления не применяются по назначению, в центры управления полётами (ЦУП) КА. Отмечается, что при формировании дополнительной заявки отдельные участки таких интервалов в дальнейшем могут быть использованы в качестве резервных зон радиовидимости (РЗРВ) для проведения сеансов управления. Даётся краткое описание реализации предложенного метода.
Ключевые слова: планирование, космический аппарат, наземный комплекс управления (НКУ), сеанс связи (СС), зона радиовидимости, конфликтная ситуация (КС).
A.N. Dudko, B.A. Kucherov, A.O. Litvinenko, E.P. Sokhranny. A Method for Increasing Operational Planning of Implementing Means of Scientific and Socio-Economic Purpose of Spacecraft Control. The article considers issues of planning of additional involvement of ground based spacecraft (SC) control complexes, and determines factors which affect the efficiency of this process. It proposes a method for increasing the efficiency of such planning which includes the transmission of empty slot parameters, in which technical means (TM) of control management are not used for their intended purpose, to SC Mission Control Centers (MCC). It is noted that during the formation of additional requests some parts of such intervals can be used as reserve visibility zones (RVZ) during management sessions in future. The paper also gives a brief description of the implementation of the proposed method.
Key words: planning, spacecraft, ground control complex (GCC), communication session (CS), radio coverage zone, conflicting situation.
ЛИТЕРАТУРА
1. Максимов А.М., Райкунов Г.Г., Шучев В.Г. Научно-технические проблемы развития наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами научного и социально-экономического назначения. – Космонавтика и ракетостроение, 2011, вып. 4(65), с. 5 – 12.
2. Золотарёв А.Н., Сохранный Е.П. О Центре ситуационного анализа, координации и планирования работы средств наземного автоматизированного комплекса управления космическими аппаратами научного и социально-экономического назначения и измерений. – Космонавтика и ракетостроение, 2011, вып. 1(62), с. 162 – 171.
3. Дудко А.Н., Кучеров Б.А., Литвиненко А.О. и др. Метод планирования бесконфликтного задействования наземных технических средств при обеспечении управления группировкой космических аппаратов. – Космонавтика и ракетостроение, 2014, вып. 1(74), с. 155 – 163.
В.С Ковтун, канд. техн. наук; И.В. Фролов; В.А.Чеботарёв
(ОАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королёва, г. Королёв)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФАЗИРОВАННОЙ АНТЕННОЙ РЕШЁТКИ ПРИ ТРАНСВЕРСАЛЬНОМ МАНЁВРЕ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА НА ГЕОСТАЦИОНАРНОЙ ОРБИТЕ
Отмечается значимость применения плоских фазированных антенных решёток (ФАР) космического базирования при решении задач радиолокации и обеспечения персональной спутниковой связи. Рассматриваются особенности задействования ФАР существующих конструкций (как правило, с рабочими поверхностями большой площади) в качестве движителя при проведении трансверсального манёвра космического аппарата (КА) на геостационарной орбите (ГСО) с использованием сил светового давления. Указывается на прикладное значение решения задачи для проектирования КА в плане экономии бортовых запасов топлива реактивных двигателей.
Ключевые слова: фазированная антенная решётка, световое давление, рабочая поверхность, геостационарная орбита, модуль, излучатель.
V.S. Kovtun, I.V. Frolov, V.A. Chebotaryov. The Use of a Phased Antenna Array in the Transverse Maneuver of Spacecraft in Geostationary Orbit. The article notes the importance of using space based flat phased antenna arrays (PAA) in solving tasks of radio determination and maintenance of personal satellite communication. It considers peculiarities of involvement of PAA of existing designs (usually with a large area of the working surfaces) as propulsion scarce for the transverse maneuver of spacecraft (SC) in geostationary orbit (GSO) using light pressure forces. The paper points out the practical significance of solving this task for designing SC in terms of onboard fuel stocks economy for jet engines.
Key words: phased antenna array, light pressure, working surface, geostationary orbit, module, emitter.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вендик О.Г., Парнес М.Д. Антенны с электронным движением луча. Под ред. Л.Д. Бахраха. СПб, 2001.
2. Грилихес В.А., Орлов П.П., Попов Л.Б. Солнечная энергия и космические полёты. М.: Наука, 1984.
3. Ковтун В.С. Анализ сложного процесса управления расходом топлива геостационарного космического аппарата «Ямал». – Космическая техника и технологии, 2013, №2, с. 33 – 41.
4. Богачев А.В., Земсков Е.Ф., Ковтун В.С. и др. Способ формирования управляющих воздействий на космический аппарат с силовыми гироскопами и поворотными солнечными батареями. Патент RU 2207969 С2. МКИ B 64 G 1/28, 1/44. – Изобретения, 2003, № 19.
А.В. Балиев; К.А. Занин, докт. техн. наук; А.С. Митькин
(ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина», г. Химки)
Основные принципы координатной
привязки изображений, полученных с помощью
космического радиолокатора с синтезированной апертурой
Формулируются основные принципы координатно-временной привязки информации, полученной с использованием радиолокатора с синтезированной апертурой антенны (РСА) космического базирования. Оценивается влияние ошибок определения положения в пространстве и скорости движения космического аппарата (КА) на координатную привязку получаемых радиолокационных изображений (РЛИ).
Ключевые слова: координатная привязка, радиолокатор с синтезированной апертурой, навигационное обеспечение.
A.V. Baliyev, K.A. Zanin, A.S. Mitkin. Basic Principles of Gridding Images Acquired Through Space Synthetic Aperture Radar. The article formulates the basic principles of time and coordinate data referencing obtained by means of a space based synthetic aperture radar antenna (SAR). It assesses the impact of errors in determining the position in space and the speed of spacecraft (SC) on the coordinate referencing of obtained radar images (RI).
Key words: coordinate referencing, synthetic aperture radar, navigation support.
ЛИТЕРАТУРА
1. Верба В.С., Неронский Л.Б., Осипов И.Г. и др. Радиолокационные системы землеобзора космического базирования. Под. ред. В.С. Вербы. М.: Радиотехника, 2010, 680 с.
2. Евграфов А.Е., Поль В.Г. Координатно-временная привязка и опорная функция синтеза элемента изображения в космических РСА. – В тр. XXIX Всероссийского симпозиума: Радиолокационное исследование природных сред. СПб.: ВКА имени А.Ф. Можайского, 2015, вып. 11, 139 с.
3. Frey O., Meier E., Nüesch D. et al. Geometric Error Budget Analysis for TerraSAR-X. Processing of the EUSAR 2004 Conference, Ulm, 2004, Germany.
4. Luo H.B., He X.F., He M. Anаlizing on Pixel Positioning Accuracy of SAR Imaging Based on R-D Location Model. – BEIJING ISPRS, 2008.
5. Занин К.А. Анализ качества координатной привязки изображений космического радиолокатора с синтезированной апертурой. – Вестник ФГУП «НПО им. С.А. Лавочкина», 2013, № 4, с. 34 – 39.
6. Занин К.А. Требования к навигационному обеспечению радиолокатора с синтезированной апертурой в режиме бистатической интерферометрической съёмки. – Космонавтика и ракетостроение, 2014, вып. 1 (74), с.164 – 169.
7. Кокорин В.И., Поль В.Г. Технологии радиолокации с синтезом апертуры. Красноярск: СФУ, 2007, 203 с.
А.А. Чернов, канд. техн. наук (ЗАО «Российские космические системы», г. Москва)
критерий оптимальности задачИ планирования сеансов приёма информации с космических аппаратов орбитальной группировки
Описывается двухшаговый алгоритм построения «весовой» матрицы («матрицы приоритетов») функционала задачи оптимального планирования сеансов приёма информации от орбитальной группировки (ОГ) космических аппаратов (КА) при ограниченном количестве приёмных комплексов (ПК). Рассматривается «матрица приоритетов», определяющая относительную важность сеансов приёма целевой информации (ЦИ) с КА ОГ на ПК наземного комплекса приёма, обработки и распространения данных (НКПОР).
Ключевые слова: орбитальная группировка, оптимальное планирование сеансов приёма информации, критерий оптимальности, приоритетность КА.
A.A. Chernov. Optimality Criterion of Data Reception Sessions Planning Through the Orbital Constellation Spacecraft. The article describes a two-step algorithm for the construction of a «weight» matrix («matrix of priorities») of the functional task of data reception sessions through the orbital constellation (OC) of spacecraft (SC) with a limited number of reception complexes (RC). It considers the «matrix of priorities» which determines the relative importance of targeted information (TI) reception sessions from the OC SC to the ground based complex of reception, processing and dissemination of information (GBRPD).
Key words: orbital constellation, optimal planning of data reception sessions, optimality criterion, SC priority.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гончаров Ф.К., Чернов А.А. Планирование сеансов приёма информации с космических аппаратов орбитальной группировки при ограниченном количестве приёмных комплексов. – Космонавтика и ракетостроение, 2014, вып. 1 (74), с. 180 – 189.
2. Ашманов С.А. Линейное программирование. М.: Наука, 1981, 340 с.
3. Воеводин В.В. Вычислительные основы линейной алгебры. М.: Наука, 1977, 304 с.
Н.П. Аносова; С.С. Крылов, канд. физ.-мат. наук; В.В. Перепёлкин,
канд. физ.-мат. наук (Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), г. Москва)
ПРОГНОЗ ПАРАМЕТРОВ ВРАЩЕНИЯ ЗЕМЛИ В КОРОТКОМ ИНТЕРВАЛЕ ВРЕМЕНИ
Представляются результаты исследования точностных характеристик математических моделей движения полюса Земли и рассогласования dUT1 временных шкал UT1 и UTC в коротких интервалах времени с использованием численно-аналитической модели вращательно-колебательных движений Земли относительно центра масс и нейросетевой модели прогнозирования движения земного полюса. Приводятся среднеквадратические отклонения (СКО) прогнозов на 1 – 2 сут. координат земного полюса и поправки dUT1 к всемирному времени. Показывается, что роль модели внутрисуточных приливных вариаций параметров вращения Земли (ПВЗ) в уточнении прогноза координат полюса Земли и временной поправки dUT1 внутри суток существенно зависит от точности прогнозирования «среднесуточной» модели.
Ключевые слова: земной полюс, всемирное время, продолжительность суток, параметры вращения Земли, деформируемая Земля
N.P. Anosova, S.S. Krylov, V.V. Perepyolkin. Forecasting the Earth Rotation Parameters in a Short Time Interval. The article presents results of research on the accuracy characteristics of the Earth polar motion mathematical models, and the dUT1 mismatch of UT1 and UTC timelines in short time intervals using a numerically-analytical model of the rotational and vibrational movement of the Earth around its mass center and a neural network model of predicting movements of the terrestrial pole. It presents standard deviations (SD) of forecasts for a period of 1-2 days and the dUT1 amendment to the Universal Time. It is shown that the role of the model of diurnal tidal variations in the Earth rotation parameters (ERP), used for updating coordinate forecasts of the Earth pole and the dUT1 time correction within a day, is essentially depends on the prediction accuracy of the «daily average» model.
Key words: terrestrial pole, Universal Time, duration of the day, the Earth rotation parameters, yielding Earth.
|
